Каковы механизмы регуляции активности генов у прокариот (схема Жакоба и Моно)?
Ф. Жакоб и Ж. Моно выдвинули в 1961 году гипотезу оперона. По этой схеме гены функционально неодинаковы. Один из них - структурный ген, содержит информацию о расположении аминокислот в молекуле белка фермента, другие выполняют регуляторные функции, оказывающие влияние на активность структурных генов – гены – регуляторы. Структурные гены располагаются рядом и образуют блок – оперон. Они программируют синтез ферментов. Кроме того в оперон входят участки, относящиеся к процессу включения транскрипции. Вся группа генов одного оперона функционирует одновременно, поэтому ферменты одной цепи реакции либо синтезируются все, либо не синтезируется ни один из них. В самом начале структуры оперона находится ген – оператор, который включает и выключает структурные гены. Оператор контролирует ген – регулятор. Ген-регулятор кодирует синтез белка-репрессора. Репрессор в активной форме блокирует транскрипцию, считывание генетической информации прекращается и весь оперон выключается. До тех пор, пока репрессор связан с геном-оператором, оперон находится в выключенном состоянии. При переходе в неактивную форму ген-оператор освобождается, происходит включение оперона и начинается синтез соответствующей РНК с последующим процессом синтеза ферментов. Оперонная система представляет собой один из механизмов регуляции синтеза белка.
Оперон – это тесно связанная последовательность структурных генов, определяющая синтез белков.
А – структурные гены оперона блокированы
Б – дерепрессирование генов индуктором
Ген-регулятор – содержит информацию о структуре белков-репрессоров, регулирующих работу других генов.
Промотор – служит для связи с ферментом РНК-полимеразой. У прокариот представлен ТАТААТ-последовательностью (блок Прибнова).
Оператор – Расположен перед структурными генами у прокариот и служит для связи с белком-репрессором.
Структурные гены – содержат информацию о строении белков , выполняющих специфические и общеклеточные функции, а также информацию о тРНК и рРНК.
Терминатор – служит для прекращения роста цепи ДНК и ее освобождения от матрицы ДНК. У большиства прокариот в связи с наличием факторов антитерминации транскрипция продолжается за пределами терминатора, что вдет к образованию полцистронной мРНК.
Каковы особенности регуляции работы генов у эукариот?
У эукариот не установлено оперонной регуляции генов.
Гены рассеяны в геноме, поэтому мрнк моноцисторна является матрицей для отдельных пептидных цепей. Регуляция транскрипции у эукариот является комбинативной – активность каждого гена регулируется большим спектром гено – регуляторов.
Для успешного присоеденения рнк полимеразы к промортору необходимо предварительное соеденение тата блоком особого белка – фактора транскрипции с образованием стабильного транскрипционного комплекса. Именно этот комплес рнк с белком узнается рнк полимеразой.
Другая важная область – энхансер содяржат серии нуклеотидов связувающимеся с соответственными регуляторными белками их взаимодействие – вкл выкл генов. В каждой клетке организма транскрибируется 10% генов.активация небольшой части генома экономичней репрессии основной массы. Эти процессы регулируется со стороны гармонов организма. Некоторые стероиднве гормоня связываются с белками рецепторами образуя комплексы.воздействие гормона на транскрипцию обусловлена не т олько гормоном но и клеткой мишенью синтез ирующей спецефический белок рецептор который влияет на транскрипцию для данной клетки набора генов.
Особенность образование стойкого комплекса ДНК с белками – хроматина. Видущая роль в компкттилизации ДНК у гестоновых белках. При транскрипции временно утрачивается связь с белками гестонами. Потребность в каком либо белке не может быть быстро устронена.