Характеристики на регулиране на генна активност в еукариоти

регулиране Джийн в еукариоти се извършва много по-сложен, отколкото в прокариоти. Различни видове многоклетъчни еукариотен организъм клетки синтезират няколко идентични протеини, и в същото време, те се различават един от друг набор от протеини, които са специфични за клетки от този тип. Нивото на производството зависи от вида на клетката и етап на развитие на даден организъм. Регулиране на генната експресия се извършва на ниво клетка и на нивото на организма.
Гени в еукариотни клетки са разделени на два основни типа. първо определя гъвкавостта на клетъчни функции, и втората - определя (определя) специализирани клетъчни функции. Функциите на първата група от гени се срещат във всички клетки. За изпълнение на диференцирани функции имат специализирани клетки, продуциращи определен набор от гени.
Хромозоми, гени и оперони еукариотни клетки имат редица структурни и функционални характеристики, което обяснява сложността на генната експресия.
1. оперона еукариотни клетки имат няколко гени - регулатори, които могат да бъдат разположени на различни хромозоми.
2. структурните гени, контролиращи синтеза на ензими на биохимичен процес могат да бъдат концентрирани в няколко оперони разположени не само в една ДНК молекула, но и много други.
3. комплекс последователност на ДНК молекули. Има информация и без информация за обекти, уникални и информативни повтарящи се нуклеотидни последователности.
4. Еукариотните гени състоят от ексони и интрони, узряването на иРНК, последвано от отстраняване на интрони от съответните първични РНК транскриптите (про-иРНК), т.е. снаждане.
5. Процесът на генна транскрипция зависи от състоянието на хроматин. Локално ДНК уплътняване напълно блокира синтеза на РНК.
6. Препис в еукариотни клетки не винаги са в двойка с излъчването. Синтезиран и РНК може да се съхранява дълго време под формата на informosom. Транскрипция и транслация появят в различни отделения.
7. Някои еукариотни гени имат нестабилна локализация (лабилни гени или транспозони).
8. методи на молекулярната биология показват, инхибиторен ефект-хистонови протеини и синтез на РНК.
9. В процеса на развитие и диференциация на органи генна активност зависи от хормони, които се движат в тялото и да причини специфични реакции в някои клетки. При бозайниците, важно действието на половите хормони.
10. В еукариоти, на всеки етап от онтогенията 5-10% от експресираните гени, а другият трябва да бъде блокирана.

Алтернативно снаждане - процес позволява един за производство на няколко ген тРНК и следователно протеини. Повечето гени в еукариотни геноми съдържат ексони и интрони. След транскрипция в процеса на съединяване чрез припокриване интрони се отстранява от предварително иРНК. Но екзон могат да бъдат включени (или не) на крайния препис. По този начин, като се използва алтернативен сплайсинг може да получи множество копия, а оттам и на протеина.

Има няколко механизми на алтернативен сплайсинг:

Екзон прескачане или екзон касети. в този случай, мястото на свързване може да бъде лишен от първичния транскрипт или се съхраняват в него. Това е най-често използваният механизъм при бозайници.

Взаимно изключващи се екзони. от двата екзони в крайния препис се съхранява само един.

Използване на друго място донор. Има няколко алтернативни 5'-uchastkovsplaysinga (донори места), което променя границата 3'-екзон на припокриваща.

Използване на друго място акцептор. Те използват различни 3'-uchastkisplaysinga (акцепторни сайтове), който променя 5'-границата на основата екзон.

задържане Интрон. интрон се задържа в последователността транскрипт. Ако интрон намира в кодиращата последователност, тя може да кодира стоп кодон, или изместване четяща рамка. И това може да доведе до загуба на протеин функционалност, така че този алтернативен механизъм за снаждане рядко се използва при бозайниците.

Има регулиране razlichnyesposoby на алтернативен сплайсинг :. РНК-протеин взаимодействия, РНК-РНК взаимодействия (за взаимно изключващи екзони), взаимодействие на предварително иРНК от некодиращи РНК, включително малки nucleolar РНК и т.н. Въпреки такъв потенциал разнообразие на регулаторни механизми, РНК-протеин взаимодействия Те се считат за основните начини за регулиране на снаждане.

Структура (пренаписване) - РНК синтез при използване на ДНК като шаблон срещащи се във всички живи клетки. С други думи, това е прехвърляне на генетична информация от ДНК РНК.

Има три етапа на транскрипция: иницииране, Елон gatsiyu и прекратяване.

Иницииране. ДНК последователността transkribi-ал в иРНК започва промотор в 5 'края, и завършващ с терминатор в 3'-края и транскрипционна единица съответства ency - mennomu понятие "поколение". Контрол на генната експресия може да се проведе на етапа на иницииране на транскрипцията. На този етап на РНК-полимеразата признава промотор, - фрагмент от 41-44 т.к. Транскрипция на ДНК се среща в 5 'към 3', наляво или надясно. Предполага се, че последователността на TATA контролира избора на началната нуклеотид и TSAAT - начална свързване на РНК полимераза на ДНК матрица.

Прекратяване. Транскрипция се прекратява в ДНК регион спец-радикално съдържащ терминатор в последователност. Клетките на E.coli, идентифицирани специално протеин (р фактор), което повишава точността на прекратяване. Протеинът е прикрепена към 5'-края на нарастващите иРНК и Adv-Gaeta върху него постепенно се приближава към DNA, като за постигане на РНК полимераза. В момента, когато РНК полимеразата пъти спира сайт-терминатор, ензим заловен р фактор на ДНК и нулиране на. Терминатор базова последователност съдържа специална ЛИЗАЦИЯ, чете същите и в двете ДНК вериги, но в противоположни посоки. Например, 5 'CCA HBG 3' 3 'GGT ACC 5'

Превод - процеса на синтеза на протеини от аминокиселини на информация матрица (матрица) РНК (иРНК, тРНК), рибозомна прилагане.

Превод процес е разделен на три етапа: INI-ciation, удължаване и прекратяване.

Иницииране. Тя включва всички реакции се извършват в formirova-TION на пептидната връзка между първите две aminokislo-ните. В E.coli от започването на генна транскрипция на поява-нето на иРНК в клетката преминава ≈ 2.5 m и съответния протеин-настоящето - дори ≈ 30 ° С. Иницииране синтезата на полипептидна верига се появява по време на образуването на комплекс между иРНК, 30S рибозомна субединица и formylmethionyl-тРНК.

Удължение: включва всички реакции от момента на образуването на първата пептидна връзка преди да се присъедини към полипептид се синтезира последния aminokislo-ви. В прокариоти, етапът на удължение е много бързо; Както беше отбелязано, при 37 ° С в продължение на един полипептид, да бъдат включени в средните 15 аминокиселини. Ето защо, ако приемем, че средният размер на гена е 1000 базисни пункта синтеза на протеина, кодиран от тях от 300 аминокиселини се извършва само 20с. В този случай, синтез на протеин участва едновременно Menno-до 80% от всички клетъчни рибозоми. В еукариоти, скорост на протеиновия синтез значително под 1 при 37 ° С ≈ 5 аминокиселини са включени в схема В.

Прекратяване: излъчване напълно синтезира поли-пептид се отделя от края на тРНК и рибозоми отклоняват от иРНК.

Образувани по време на предаването полипептид е напълно съвместимо (колинеарни), кодираща гена.

Малък ядрена РНК: поддръжка в ядрото винаги свързан с протеини, образуващи малък ядрен рибонуклеопротеин частиците (snurp) .Soderzhat голямо количество уридин (U1, U2, ... U12). Размер от 90-300 нуклеотида. Транскрипция РНК Pol II или РНК Pol III. 5'-край е trimethylated капачка (за N7 и N2 на гуанозин два пъти).

- Участва в обработката на предварително иРНК.

- Разделяне полицистронен иРНК.

- Поддържането на целостта на теломерите.

РНК интерференция - процесът на подтискане на генна експресия в етап транскрипция, транслация или разграждане на иРНК deadenylation посредством малки РНК молекули.

RNAi процеси са намерени в много еукариотни клетки: животни, растения и гъби. RNAi система играе важна роля в защитата срещу вируси клетки, паразитни гени (транспозони), а също и в регулирането на развитие, диференциация и експресия на гени на организма.