Регламент на генната експресия
Начало | За нас | обратна връзка
Регулиране на генна активност в клетките може да се случи при всички етапи на изразяване - на ДНК репликацията на пост-транслационни процеси. Помислете за регулирането на транскрипционно ниво.
За първи път на принципа на регулиране на нивото на транскрипция е създадена от френски учени Е. Яков и J. Моно през 1961. Изследването им те, проведено на Е. коли. E.coli, когато се освобождава в средата, съдържаща захар лактоза мляко, на лактаза ензим произвежда. Ако лактоза не присъства, ензимът не се произвежда. Как клетката контролира процеса на синтез на лактаза? Отговорът на този въпрос се предлага от Яков и Моно оперон модел. Operon наречена функционална система, състояща се от структурни и регулаторни гени.
Следната схема лак-оперон P - ген регулатора; P - промотор; За - ген-оператор; Z, Y, A - структурните гени, където Z ген, отговорен за производството на ензима лактаза, Y ген кодира ензим, който изпълнява активен транспорт на лактоза в клетката, и ген и се съхранява при тук, обаче няма връзка с отцепването на лактоза не.
Регулатор ген кодира синтезата на репресорен протеин. Репресорът е химически много активни, а оттам и в свободно състояние не съществува, то трябва да се започне с нещо в отношенията. Ако околната среда не е лактоза, репресора се свързва към оператора, че блокиране. В този случай, на РНК-полимеразата не може да се прикрепя към промотор (както е репресорен пречи). Не РНК полимераза ензим не се случи и РНК синтез на структурните гени и следователно не е на рибозоми синтеза на лактаза ензим.
Ако има лактоза, репресора се свързва с него и освобождава ген оператор в околната среда. При липса на репресор на област оператор на гена, РНК полимераза ензим взаимодейства с промотора и носи РНК синтеза и структурни гени. Освен иРНК влиза рибозомата, където синтеза на лактаза ензим. Последното ще съборят лактоза млечна захар. Такова състояние в клетката ще продължи до докато не се получава лактоза. След това отново репресора се свързва с оператора и по този начин спира процеса на синтез на лактаза ензим.
Този принцип се нарича принцип на регулиране на индукция. В този случай на индуктора е лактоза - лактоза, като възникването му води до синтез начална ензима.
Има и друг принцип на регулиране на синтеза на протеини - на принципа на репресии. Това се случва в E.coli. В този случай появата на продукти от реакция, не се изпълнява, и инхибира синтеза на ензим.
Първоначално репресорен протеин е в неактивна форма, така е и с нищо не влизат в контакт. Операторът е свободен, и полимеразата РНК произвежда РНК синтеза и структурни гени. Освен иРНК влиза рибозомата, където се синтезират подходящи ензими. Ензими разцепват субстрата за определени продукти, които на свой ред активира репресора (взаимодействащ с него). Активният репресор свързва към оператора, че блокиране. Намирането репресор на област оператор води до спиране на процеса на транскрипция на структурните гени и съответно да се спре ензимната синтеза на рибозоми. Трябва да се отбележи, че репресорът се активира само. когато продуктите на реакцията се натрупват определена сума (достатъчно голям!).
Съгласно този принцип два оперони функция в E.coli:
· His-оперон. 9, съдържащ структурен ген и регулира синтезата на хистидин аминокиселини;
· Пътуване-оперон. 5, съдържащ структурни гени и регулиране синтеза на аминокиселината триптофан.
В еукариоти, регулирането на принципа оперон не се засича. Активността на всеки ген в тези няколко гени, регулирани от регулатори, кодиращи, съответно, с няколко регулаторни протеини. Тези протеини се свързват към специфични места в ДНК молекулата. Един от тези сайтове се намира в предната част на промотора и нарича prepromotornym елемент; други области са далеч от промотора и се наричат усилватели (подобрители) и заглушители. В резултат на свързване на регулаторни протеини на тези части е включена или изключена на структурните гени.
поколение система на регулаторни протеини - "многоетажна". Основните регулаторни протеини, отговорни за производството на вторична. Важна роля в регулаторните процеси също принадлежи хормони (често те са индуктори на транскрипция) протеини и хистон природата.
В допълнение към функционалната класификация на гени предварително показани има други разновидности: псевдогени, онкогени и клетъчни гени.
Псевдогени (гени фалшиви) - нуклеотидни последователности в ДНК молекули, които са подобни по структура на известни гени, но губи своята функционална активност.
Онкогени - нуклеотидна последователност на ДНК молекулата присъства в хромозомите на нормални клетки, способни да активират под въздействие на фактори на околната среда и за производство на протеини, които причиняват туморния растеж.
Mobile (подскачащи гени) - гени, които нямат постоянна локализация не само в хромозомата, но и в рамките на хромозомата определя на клетките. Разбираемо е, че движението на гени повлияе на тяхното изразяване - преди неактивни гени могат да бъдат активирани, и обратно. Някои учени смятат, че тези гени играят роля в еволюцията. Очевидно е, че по този начин е наистина възможно появата на някои видове (в резултат на прехвърлянето на информация от вид на вид).
През последните десетилетия в генетиката има още една нова концепция - "група гени" или "мултиген семейство." Тази група от гени с подобна структура, общ произход и провеждане подобни функции. Броят на гените в различни семейства може да варира от няколко до няколко хиляди.
Лице има генна фамилия кодиране
· # 945; - и В- глобин хемоглобина протеини;
· Актин и миозин;
· Протеини, които определят тъкан несъвместимост;
Организация на гени мултиген семейства могат да бъдат различни. Например, семейството на актин и миозиновите гени разпръснати из генома. Генна фамилия, кодираща а- и В- глобин протеини се концентрира в една хромозома и obrazuyutgennye клъстери (т.нар семейство гени, разположени на една и съща хромозома).
Гениите клъстери са възникнали в резултат на дублиране (удвояване) на отделните гени. По този начин, наличието на генни клъстери са отразени еволюционен процес.