•Регуляции транскрипции у эукариот была изучена Г.П. Георгиевым в 1972 году.

•Единица транскрипции – транскриптон, состоящей из неинформативной (акцепторной) и информативной (структурной) зон.

•Неинформативная зона: промотор, инициатор, регуляторные последовательности.

•Информативная зона: структурный ген, имеющий мозаичную экзон – интронную структуру. Интроны

– вставки из неинформативных участков ДНК. Экзоны – последовательности ДНК, содержащие информацию о структуре полипептида. Заканчивается транскриптон терминатором.

•Особенности регуляции экспрессии генов эукариот:

•1. Работу транскриптона контролирует несколько генов – регуляторов, дающие информацию для синтеза регуляторных белков и факторов транскрипции.

•2. Для включения транскриптона необходимо множество регулирующих компонентов, необходимых для сборки транскрипционного комплекса.

•3. Первичныйтранскрипт (про-и-РНК) содержит информацию об экзонах и интронах. Для его превращения в и-РНК необходим процесс созревания.

•4. Процессинг – модификация концов про-и-РНК и сплайсинг.

•5. Кэпирование на 5′- концеиполиаденилированиена 3′- конце. Кэп («шапочка»изтрифосфометилгуанозина) и полиадениловый «хвост» защищают и-РНК от действия нуклеаз.

•6. Сплайсинг – вырезание интронов и стыковка экзонов.

•7. Сплайсинг осуществляет сложный комплекс мя-РНП и белков, называемых сплайсосомой.

•8. Образованная и-РНК является моноцистронной.

•9. Альтернативныйсплайсинг – в результате процессинга одного и того же первичного транскрипта, могут образовываться разные и-РНК, и как следствие, синтезироваться разные полипептиды.

•Известны несколько видов цитоплазматической наследственности.

•Митохондриальная наследственность описана Б. Эфрусси в 1949 г. Он обнаружил, что примерно 1% колоний хлебных дрожжей образуют карликовые колонии. Их рост тормозится потому, что произошла мутация плазмогенов и их митохондрии не имеет дыхательных ферментов. Геном митохондрий человека представлен кольцевой молекулой ДНК, содержащей 16569 пар нуклеотидов. В митохондриальной ДНК имеется очень мало некодирующихучастков и транскрибируются обе ее цепочки. Имеются данные о некоторых болезнях человека, которые являются следствием мутаций митохондриальных генов (например: митохондриальная цитопатия, несращение верхних дуг позвонков, старческое слабоумие, паркинсонизм и др.).

•Пластидную наследственность описал К. Корренс в 1908 году. Растение ночная красавица имеет пестрые листья. Произошла мутация, и в части пластид не образуется хлорофилл. Пластиды при размножении распределяются неравномерно. Часть клеток получает нормальные пластиды и имеет зеленые листья; часть клеток получает пластиды, не имеющие хлорофилла – листья белые и растение погибает; часть клеток получает и зеленые (нормальные) и мутантные пластиды – растения имеют пестрые листья (зеленые с белыми пятнами).

•6.Во второй половине XX столетия биология вступила в свой «Золотой век». Достижения молекулярной биологии, биохимии и генетики дали начало новому разделу науки – генной инженерии и биотехнологии.

•Цель генной инженерии - конструирование генетических структур по зарание намеченному плану, создание организмов с новой генетической программой, путем переноса генетической информации из одного организма в другой.

•Генетическая инженерия создает задели на пути познания способов и путей «конструирования» новых или улучшения существующих организмов, придавая им большую хозяйственную ценность и способность резкого увеличения продуктивности биотехнологических процессов. Генетическая инженерия и биотехнология стимулировали разработку методов бионанотехнологиии.

•Этапы методов генной инженерии:

•1. Получение генетического материала.

•2. Анализ фрагментовДНК.

•3. Конструирование векторной молекулы ДНК invitro, способной реплицироваться автономно invivo.

•4. Введение рекомбинантных ДНК в клетку – реципиент.

•5. Селекция клонов клеток, содержащих молекулы гибридной ДНК.

•Способы получения генов:

•1. Матричный синтез (биоферментативный) – обратная транскрипция генов с помощью ревертазы:

•• и-РНК используется

•как матрица для синтеза цепи ДНК.

•• цепь ДНК реплицируют при помощи ДНК- полимеразы.

•2. Химико – ферментативный синтез invitro:

•• можно синтезировать короткие гены с известной последовательностью (секвенированние).

•Использовние полученных генов.

•1. Промышленное производство БАД.

•2. Создание и производство вакцин.

•3. Генодиагностика.

•4. Генотерапия.

•Получение БАД:

•• Создание рекомбинантной ДНК (вектора).

•• Введение векторной молекулы в клетку.

•• Отбор трансформированных клеток с работающим геном.

•• Производство БАД.

•Вектор – небольшая автономно реплицирующиеся молекула ДНК, обеспечивающая функционирование встроенного в нее гена.

•Виды векторов:

•Плазмиды– небольшие кольцевые ДНК бактерий; используются для переноса генов.

•Фаговые векторы – ДНК содержащие бактериофаги: фаг λ, фагМ 13.

•Космиды – плазмидные вектора, в которые встроен участок генома фага λ, обеспечивающийвозможностьупаковкиэтоймолекулыДНКвфаговуючастицу.

•Фазмиды– являются гибридами между фагом и плазмидой. После встройки чужеродной ДНК могут в одних условиях развиваться как фаги, в других – как плазмиды.

•Челночные векторы – способны к репликации в разных клетках – хозяевах: Одни и те же гены получают возможность реплицироваться и экспрессироваться в разных организмах.

•Основной вектор для клонирования генов животных – геном вируса – SV40.

•Основные векторы для клонирования растений – геномы вирусов растений и плазмидаpTi агробактерий.