Суммарный эффект аттенуации и репрессии.
Эти процессы содействуют оптимальной экспрессии триптофанового оперона. при избытке триптофана благодаря репрессии блокируется инициация синтеза мРНК, а снижение концентрации триптофана приводит к уменьшению содержания функционального комплекса репрессор-триптофан и транскрипция возобновляется. Однако возможен вариант если концентрация триптофана допускает инициацию транскрипции, количсетво триптофамнил-тРНК достаточно что бы в пределах лидерного участка происходила терминация транскрипции. В таком случае уровень экпрессии оперона очень низок. По мере снижения концентрации триптофана репрессия полностью снимается, а если концентрация трп-тРНК становится ниже уровня необходимого для продолжения синтеза, то терминация аттенуируется(ослабляется), а трп-мРНК и ферменты зашифрованные в ней – синтезируются с большей скоростью. Таким образом экспрессия оперона максимальна в отсутствии репрессии и при максимальной аттенуации. Аттенуация известна так же для оперонов шифрующих ферменты синтеза гистидина, треонина, изолейцина, валина.
Транскрипция у эукариот
В отличие от прок у эук транскрипция и трансляция – разобщены во времени и пространстве. Транскрипция в ядре, а трансляция в цитоплазме.
В процессе транскрипции у эук участвуют 3 РНКполимеразы.
РНКполимераза 1 – синтезирует все рРНК кроме 5SрРНК.
РНКполимераза 2 – синтезирует мРНК и некоторые малые РНК.
РНКполимераза 3 – синтезирует все тРНК, некоторые sРНК и 5SрРНК.
Они отличаются количеством субъединиц, аминокислотным составом и зависимостью от катионов магния и марганца. Для РНКполимеразы 1 и 3 соотношение Mn/Mg = 2/1, а для 2 = 5/1. По мимо ядерных есть РНКполимеразы хлоропластов и митохондрий, они закодированы в ядре.
РНКполимераза 1 – 470 кДа, 6 субъединиц, по скольку на долю рРНК которую она синтезирует приходится 80% всей РНК клетки по массе, то РНКполимераза 1 – самая «работящая». Она ведёт их синтез по ядрышкам.
РНКполимераза 2 – синтез мРНК, 880 кДа, 10-12 субъединиц, у неё самая ответственная работа. По скольку мРНК не стабильна, время разрушения – несколько часов, поэтому РНК полимераза работает много
РНКполимераза 3 – 650 кДа, 9 субъединиц, работает в нуклеоплазме.
Особенности транскрипции у эукариот
Нет термина оперон, есть термин ген.
Оператор как таковой отсутствует, промотор есть, но организован иначе.
-25 (ТАТА-бокс)определяет точку инициации транскрипции, с ним связываются базальные факторы транскрипции (тф2а, б, д, е, ф, аш, и)
и -60-80(СААТ) последовательность – не является абсолютно не обходимым, но присутствует перед большинством генов. Этот бокс опознаётся своими белками. Расстояние между ними большое и РНКполимераза не способна накрыть всю эту область.
Базальные факторы транскрипции
Белки необходимые для организации транскрипции (тф). Для инициации неоходимы всех трёх РНКполимераз. Эти факторы связываются до связывания с РНКполимеразами, обеспецивая её посадку.
В строении и организации единиц транскрипции. От части это обусловлено использованием 3х разных систем транскрипции, не считая митохондрий и хлоропласт
Гены класса 1 -
2 – кодируют все мРНК и ряд сРНК
3 – кодируют все тРНК, 5сРНК и некоторые мцРНК
Ген эук мозацичен, экзоны, интроны чеще в генах кодирующих белки и тРНК.
В генах рРНК они встречаются реже. Вообще нет интронов в генах кодирующих 5 гистонов, альфа и бета интерфероны, белки некоторых вирусов млекопитающих.
Размеры, число и местоположение интронов различно, обычно число интронов на ген увеличивается пропорционально длине последовательности кодирующей белок. Размеры экзонов составляют около 300 пар нуклеотидов, а суммарная длина интронов превышает суммарную длину экзонов в 2-10 раз.
Инроны распологаются не случайным образом. На пример в тРНК они примыкают к антикодонам, а в белок-кодирующих генах находятся между сигментами которые кодируют отдельные структурные или функциональные домены белка. Гены эукариот моноцистронны, даже если в гене зашифрован не один вид мРНК, то каждая зрелая будет иметь только одну транслируемую кодирующую последовательность
ЭНХАНСЕРЫ и САЙЛЕНСОРЫ
23.10.12
Это последовательности ДНК которые оказывают дистанционное влияние на инициацию транскрипции независимо от своей ориентации относительно точки начала транскрипции
Энхансеры.
Усиливающие транскрипцию при взаимодействии со специфическими белками. Энхансеры это не непрерывная – прерывающиеся последовательности ДНК. Они организованы в модули (М1, М2, М3, М4). Одинаковые модули могут встречаться в разных энхансерах, но для каждого энхансера набор модулей уникален. Модуль это короткая последовательность, состоящая не более чем из 2х витков спирали – примерно 20 нуклеотидных пар. Модули ориентированы перед, за и даже внутри гена. Таким образом М1, М2, М3 и М4 это один энхансер состоящий из 4х модулей. Каждый из них узнаётся своими белками, а они в свою очередь взаимодействуют друг с другом. Если в клетке присутствуют все соответствующие белки, то участку ДНК придаётся определённая конформация и начинается синтез мРНК.
Актуализация. Все соматические клетки многоклеточного эукариотического организма имеют одинаковый набор генов. Все гены в них работают на фоновом уровне и не имеют фенотипического проявления, а экспрессируются лишь те, у которых все энхансерные модули узнаны своими белками и эти белки взаимодействуют друг с другом.
Сайленсоры. Это последовательности ослабляющие транскрипцию при взаимодействии с белками. При соответствующем наборе белков экспрессия отдельных генов может быть подавлена.
Некоторые реперссированые (не экспрессирующиеся) гены активируются каскадом событий, запускаемым повышением температуры или синтезом гормона. Гормон, поступив в кровоток, связывается с рецепторами, проникает в клетку, взаимодействует с клеточными белками, изменяет их конформацию, такой белок проникает в ядро, связывается с регуляторным элементом, происходит инициация транскрипции соответствующих генов. Есть белки, которые взаимодействуя с регуляторными элементами блокируют транскрипцию. Например: белок NRSF блокирует транскрипцию соответствующих генов, в нейронах этот белок не синтезируется и как следствие идёт активная транскрипция.