- •Экспрессия генов у эукариот
- •У эукариот любой ген представляет чередующиеся кодирующими и некодирующими последовательностями. Кодирующие – экзоны,
- •Транскрипция у эукариот происходит в ядре с участием трех разных РНК-полимераз. В отличие
- •3.Первичный РНК-транскрипт подвергается процессингу или созреванию: обычно к 5׳-концу добавляется кэп (шапочка), а
- •РНК-полимеразы эукариот
- •В состав РНК-полимераз эукариот входит большое количество субъединиц, они значительно крупнее прокариотических. РНК-полимеразы
- •егуляторные элементы эукариот
- •2. Последовательность ЦААТ (ЦААТ-бокс) локализован в большинстве промоторов генов эукариот примерно на 80
- •3.ГЦ-мотивы. Последовательность из 10-15 пар Г-Ц находится на расстоянии 300-400 нуклеотидов левее точки
- •5. Сайленсоры (глушители). Эти регуляторные элементы располагаются на большом расстоянии от точки начала
- •Регуляция экспрессии генома у эукариот осуществляется на нескольких уровнях:
- •Строение и экспрессия генов класса II
- •ФакторTF II D непосредственно связывается с ТАТА- боксом, поэтому его называют ТАТА-связывающим белком.
- •Процессинг
- •Процессинг
- •Сплайсинг
- •Собственно сплайсинг характерен для пре-мРНК высших эукариот. Интроны в незрелых предшественниках ядерных мРНК
- •Различные мяРНК по принципу комплементарности связываются с пограничными участками интронов в РНК.
- •Альтернативный сплайсинг.
- •Альтернативный сплайсинг позволяет организму синтезировать разные по структуре и свойствам белки на базе
- •Процесс созревания РНК кроме кэпирования, полиаденилирования и сплайсинга может включать еще ряд модификаций
- •Взаимодействие мяРНК и мяРНП с концами интрона придает ему петлеобразную структуру. При этом
- •Сплайсинг: три типа реакций трансэтерификации
- •Регуляция у эукариот
- •Гормоны могут влиять как на процессы транскрипции, так и процессы трансляции.
- •Различают экспрессию гена:
- •2) Индуцибельная экспрессия гена
- •В роли индукторов м. б. также и факторы внешней
- •Искусственные гены конструируются таким образом, чтобы получить максимальное количество желаемого продукта с минимальными
- •Описаны случаи экспрессии целевого продукта в бактериях до уровня 50% от всего клеточного
- •Трансляция у эукариот
- •В последнее время важные результаты о механизмах трансляции у эукариот были получены с
- •При реализации второго механизма рибосомы инициируют биосинтез белка на внутренних AUG- кодонах, удаленных
- •Помимо субъединиц эукариотических рибосом и белков, обычно ассоциированных с 5'- и 3'- концевыми
- •2. Два других эукариотических фактора eEF1B и eEF2 резко отличаются от бактериальных функциональных
- •4.Замечательным свойством факторов eEF1A и eEF2 является способность связываться с компонентами цитоскелета эукариотических
- •6. У бактерий растущая полипептидная цепь может вызывать уменьшение скорости элонгации, а природа
- •Терминация трансляции
- •Фактор eRF1 необходим:
- •Таким образом, регуляция экспрессии генов осуществляется на уровне клетки и на уровне организма.
- •Гены эукариотических клеток делятся на два основных вида:
- •Хромосомы, гены и опероны эукариотических клеток имеют ряд структурно-функциональных особенностей,
- •3. Сложная последовательность молекулы ДНК. Имеются информативные и неинформативные участки, уникальные и многократно
- •6. Методы молекулярной биологии выявили тормозящее действие белков-гистонов на синтез и- РНК.
- •Меланоцитстимулирующий гормон передней и промежуточной доли гипофиза
Трансляция у эукариот
Бактерии обладают единственной универсальной системой трансляции
В отличие от прокариот, клетки животных кроме основной системы трансляции, локализованной в цитоплазме, имеют дополнительную систему трансляции митохондрий, которая по ряду свойств приближается к бактериальной. Клетки растений обладают еще одной дополнительной системой биосинтеза белка, функционирующей в хлоропластах.
В последнее время важные результаты о механизмах трансляции у эукариот были получены с использованием стабильно трансформированных клеток животных и растений, выращиваемых в культуре. В ходе этих исследований установлено, что у растений и животных в основном функционируют одни и те же механизмы трансляции. Инициация биосинтеза белка эукариотическими рибосомами. Инициация трансляции эукариотических мРНК может осуществляться, тремя способами.
Первым наиболее распространенным механизмом (модель сканирования) рибосомы после взаимодействия с 5'-концевой последовательностью мРНК осуществляют поиск инициирующего AUG-кодона, перемещаясь вдоль 5'UTR.
При реализации второго механизма рибосомы инициируют биосинтез белка на внутренних AUG- кодонах, удаленных от 5'-концевой кэп-группы.
После освобождения полипептида из транслирующего комплекса рибосомы, не отделяясь от мРНК, способны реинициировать биосинтез белка на следующем инициирующем
кодоне.
Факторы инициации трансляции
Большинство молекулярных механизмов, осуществляющих регуляцию экспрессии генов на уровне трансляции, реализуется на стадии инициации биосинтеза белка
Помимо субъединиц эукариотических рибосом и белков, обычно ассоциированных с 5'- и 3'- концевыми последовательностями мРНК, в инициации принимают участие по меньшей мере 11 белковых факторов, построенных более чем из 25 полипептидов
Факторы и механизмы элонгации
1.Эукариотические клетки содержат в большом количестве фактор элонгации eEF1A, который является функциональным гомологом бактериального фактора EF1A(EF-Tu).
Так же как и у бактерий, этот фактор образует тройной комплекс с GTP и аминоацил-тРНК, обеспечивая вхождение последней в А-участок элонгирующей рибосомы.
2. Два других эукариотических фактора eEF1B и eEF2 резко отличаются от бактериальных функциональных аналогов EF1B(EF-Ts) и EF2(EF-G) по аминокислотным последовательностям
3. Гетеротримерный фактор eEF1B, как и его
бактериальный аналог, катализирует обмен GDP на GTP в комплексе eEF1A–GDP. Фактор eEF2, по аналогии с бактериальными системами, обеспечивает транслокацию пептидил-тРНК в P- участок рибосом и перенос деацилированной тРНК в E-участок. У высших организмов этот фактор служит мишенью регуляторных воздействий через фосфорилирование.
4.Замечательным свойством факторов eEF1A и eEF2 является способность связываться с компонентами цитоскелета эукариотических клеток. Полагают, что это их свойство может обеспечивать один из механизмов внутриклеточного транспорта мРНК, направляющих ее в полисомы
5.Растущий полипептид выводится в цитоплазму через канал, начало которого расположено на поверхности рибосомы, где он взаимодействует с белками, распознающими сигнальную последовательность, или с другими цитоплазматическими факторами, которые обеспечивают его направленный транспорт внутри эукариотической клетки.
6. У бактерий растущая полипептидная цепь может вызывать уменьшение скорости элонгации, а природа предпоследней аминокислоты оказывает сильное влияние на терминацию трансляции
Предполагают, что такого рода эффекты являются следствием взаимодействия между строящимся пептидом и факторами трансляции, рРНК или непосредственно каналом, через который он переносится к поверхности рибосомы.
Подобные механизмы, по-видимому,
функционируют и у эукариот