3.22 Регуляция биосинтеза белка на генетическом уровне.

Регуляция транскрипции у прокариот.

Единица транскрипции прокариот – оперон, состоит из 1) промотора – места первичного прикрепления РНК-полимеразы, 2) оператора – включает и выключает экспрессию структурных генов 3) структурных генов. На некотором расстоянии от оперона находится ген-регулятор, отвечающий за синтез белка-репрессора, способного вступать в химическое взаимодействие с геном-оператором и «выключать» его работу.

Поступление в кл индуктора  индуктор+белок-репрессор  освобождение гена-оператора  РНК-полимераза присоединяется к промотору  комплементарно со структурных генов создается и-РНК  трансляция и-РНК  синтез фермента, разрушающего индуктор  освобождение белка-репрессора  присоединение его к оператору  остановка трансляции.

Регуляция транскрипции у эукариот.

Единица транскрипции у эукариот – транскриптон: неинформативная зона (промотор) и информативная (структурные гены – экзоны – информативны, интроны – нет + спейсеры – вставки, разделяющие структурные гены). В отличие от прокариот у эукариот работу транскриптона регулируют несколько генов-регуляторов, а индукторами являются сложные молекулы (гормоны и т.д.), часто требуется несколько индукторов – ступенчатый процесс. Образуемая в процессе транскрипции и-РНК содержит неинформативные участки и подвергается процессингу (вырезание неинформативных участков) и сплайсингу (склеиванию оставшихся фрагментов).

Гистоны – ослабляют транскрипцию генов, препятствуют синтезу белков.

Гормоны тиреоидные и стероидные (половые) – активируют синтез белков.

Витамин D3, А, Е – активирует синтез.

Влияние на синтез белков АБ (ингибиторов трансляции):

1) ИФН, стрептомицин, неомицин – связываются с 30S-субъединицей рибосом и изменяют ее конформацию.

2) тетрациклин – блокируют А-участки и не дают поступать туда АК

3) левомицетин (хлорамфеникол) – связывается с 50S-субъединицей рибосом прокариот и ингибирует фермент пептидилтрансферазу.

4) эритромицин и олеандомицин – блокирует реакцию транслокации пептидил-т-РНК в Р-участок рибосомы прокариот

5) рифампицин – ингибирует стадию инициации транскрипции, связываясь с ДНК-зависимой РНК-полимеразой

6) пуромицин – связывается с пептидил-т-РНК и вызывает преждевременное отделение полипептида от рибосомы

7) актиномицин Д – блокирует перемещение РНК-полимеразы по молекуле ДНК

8) циклогексимид – прекращает реакцию транслокации только на рибосомах эукариот

9) анизомицин – ингибирует пептидилтрансферазную реакцию только на рибосомах эукариот

3.23. Пострансляционная модификация – постсинтетическое формирование белковой молекулы, пригодной для выполнения функции:

а) формирование трехмерной структуры на основе заложенной в ней информации

б) частичный протеолиз (удаление N-концевого метионина и сигнального пептида, образование активных форм гормоном и ферментов)

в) объединение протомеров и формирование четвертичной структуры (гемоглобин)

г) образование внутрицепочечных S-S связей

д) ковалентное присоединение кофакторов

е) гликозилирование – присоединение олигосахаридных остатков и образование гликопротеинов

ж) модификация остатков АК: гидроксилирование пролина и лизина при формировании молекул коллагена, иодирование тирозина при формирование тиреоидных гормонов, карбоксилирование глу, асп, факторов свертывания крови, метилирование остатков лизина и глутамата

з) фосфорилирование остатков серина, треонина, казеина молока

и) ацетилирование (гистоны)