Регуляция транскрипции

В каждой клетке реализуется не вся, а только часть генетической информации. Большая часть генов в каждый момент времени «молчит». Имеются сложные механизмы, регулирующие «включение» и «выключение» генов.

Разберем наиболее простой из них, который имеется у бактерий. Его открыли французские ученые: Франсуа Жакоб, Жак Моно и Андре Львов,которые были удостоены Нобелевской премии в 1965г. за открытие оперона –механизма генетической регуляции синтеза белка у бактерий.

Суть этого механизма: пока сахар (субстрат) не поступил в клетку, ферменты, расщепляющие его, не синтезируются.

Оперон включает: промотор, оператор, структурные гены.

Имеется также ген – регулятор (может находиться в другой области хромосомы). Он кодирует синтез белка – репрессора, который «садится» на операторный участок и мешает РНК – полимеразе осуществлять транскрипцию.Репрессор может бытьактивным сам по себе, а при соединении с низкомолекулярным веществом (например, субстратом) он становится неактивным. В этом случае,когда субстрат А (индуктор) попадает в клетку, он связывается с репрессором, изменяя его конформацию, и тот «сваливается» с операторного участка, «давая дорогу» РНК – полимеразе.

Перечисленный механизм относится к негативной регуляции транскрипции (негативная репрессия).

Может быть и обратная зависимость (негативная индукция): сам по себе репрессор неактивен, а при соединении с низкомолекулярным веществом, например, с конечным продуктом реакции, он активируется (триптофановый оперон).

У высших организмов регуляция транскрипции гораздо сложнее. Здесь действуют механизмы позитивной регуляции, когда транскрипция включается только при участии активатора, без него РНК – полимераза не работает. В этом процессе участвуют особые белки – специфические факторы транскрипции, а также гормоны.

Каждый гормон через систему посредников активирует группу генов в своих клетках – мишенях и может действовать как на стадии транскрипции, так и на стадии трансляции.

У высших организмов, в отличие от бактерий, и – РНК образуются в ядре, подвергаются там действию различных ферментов, соединяются с различными белками и в виде таких комплексов («информосомы») выходят в цитоплазму. Трансляция у них поэтому может произойти не сразу (как у бактерий), а через некоторое время, например, когда поступит гормональный сигналили белки, связанные с и-РНК, будут разрезаны пептидазами.

Познание сложных механизмов регуляции транскрипции и трансляции необходимо для освоения методов управления процессами реализации генетической информации.

Лекция № 3

Тема лекции: Хромосомный уровень организации генетического материала

План лекции:

1. Морфология хромосом эукариот

2. Кариотип, идиограмма, дифференциальная окраска хромосом

3. Химический состав хромосом

4. Структурная организация хроматина

5. Особенности генетического материала в прокариотической клетке