5. Реализация наследственной информации в клетке. Транскрипция, процессинг, трансляция, их механизмы. Регуляция транскрипции. Модель оперона.

Реализация ген-ой инф-ции – совок-ть процессов обеспеч-х перенос сведений о последовательности АК с мол-л ДНК

непосредственно на синтезированные белковые мол-лы.

Ген-я инф-я – инф-я о первичной стр-ре белка, т.е. о последовательности АК в белковой мол-ле.

Этапы Г.инф-и – 1. транскрипция, 2. процессинг, 3. транспорт иРНК, тРНК и субъед-ц рибосом из ядра цитоплазмы, 4. трансляция (биосинтез белков), 5. деградация иРНК. Время жизни иРНК в клетке 20 минут.

Транскрипция – переписывание ген-ой инф-ции с ДНк ни РНК. Матричный процесс (процесс, при котором на основе 1 мол-лы называемой мат-кой строится множество др.мол-л – копий).

Матричный процесс	Матрица	Копия	Локализация
Репликация	ДНК	ДНК	Ядро
Транскрипция	ДНК	РНК	Ядро
трансляция	РНК	белок	цитоплазма

Транскрипция – вкл. 3 этапа

1. Инициация – связывание фер-та РНК-полимеразы с мол-лой ДНК на промоторе и начало считывания инф-ции.

Промоторы обязат-но вкл. (ТАТАбоксы – 6-9 раз).

2. Элонгация – перемещение мол-лы фер-та РНК-полимеразы вдоль транскибируемой нити ДНК. Сопровожд-ся наращиванием длины синтезир-мя мол-лы РНК.

3. Детерминация – окончание транскрипции, отсоединение РНк-полимеразы в мол-лу ДНк, освобождение синтез-ной мол-лы ДНк.

В рез-те транскрипции образ-ся мол-лы при-РНК (эти мол-лы хар-ся избыточной длиной и состоят из экзонов и интронов). Экзон –уч-к несущий инф-цию мол-лы при-РНК. Интрон – уч-к не несущий инф-цию. Мол-ла при-РНК претерпевает дальнейшее созревание в ядре – процессинг (созревание мол-л при-РНК и превращение их в зрелые мол-лы РНКи,т,р).

Этапы процессинга

1. Сплайсинг - вырез-е из мол-л при-РНК интронов и сшивание экзонов м/ду собой.

2. Полиаденилирование - 3' конца мол-лы при-РНК (к 3' концу присоед-ся поли А послед-ть – м.б. до 200 А).

Ф-ции поли А послед-ти – а) обеспечение стабильности иРНК, б) способствует транспорту и-РНК из ядра цит-мы.

3. Кэпирование - 5' конца – к 5' концу присоед-ся КЭП-опред-я послед-ть нуклеотидов, которая отвечает за связывание иРНК с рибосомами в ходе трансляции.

Ген – уч-к мол-лы ДНК, несущий инф-ю о первичной стр-ре белка. Ген имеет мозаичное строение и вкл. 3 основных части –

1. регуляторная (промотор, энканслер – усиливает интенсивность транскрипции).

2. кодирующая (на ней запис-ся инф-я о перв-ной стр-ре белка = экзон-интронное стр-е).

3. терминирующая (терминаторы - шпильки).

Регуляция транскрипции. Модель оперона.

Модель оперона разработана в 1961г. Жакобом и Мано. Оперон – группа функционально связ-х струк-х генов, кот.могут вкл. и выкл. Служат для регуляции работы генов. 2 типа –

1. регуляция по типу индукции J …. P O X y a

J – ген регулятор – отвечает за выработку белка репрессора.

P – промотор – уч-к мол-лы ДНК отвеч. за специфическое узнавание и связывание РНК-полимеразы.

O – ген-оператор – отвечает за связывание белка-репрессора

x,y,a - 3 стр-ных гена, отвечающих за выработку ф-тов, уч-х в утилизации лактозы.

Вывод – добавление в среду лактозы индуцирует вкл. генов, отвечающих за ее утилизацию.

2. регуляция по типу репрессии. Вкл. гены отвечают за синтез гистидина –

3. а) в среде отсутствует гистидин -

АПО-репресоор + ко-репрессор = холорепрессор = синтез-ся гистидин, б) в среде имеется гистидин.

Вывод - появление в среде гистидина выкл. работу генов, отвеч-х за его синтез.

Механизм трансляции.

Трансляция - переписывание ген-й инф-ции с мол-лы иРНК на синтезированные белковые мол-лы. Происходит в цит-ме. В ней уч-т и,т,рРНК. иРНК выступает в кач-ве матрицы, рРНК – образует рибосомы, тРНК осущ-ет доставку АК к месту сборки белков мол-л.

Этапы трансляции –

1. подготовительный (активация АК). Мол-ла тРНК взаимод-ет с АК при участии ф-та аминоацилтРНК-синтетазы (20 разновидностей), кот. присоед-тся к 3' концу = аминоацилтРНК.

2. собственно трансляция –

а) инициация – связывание рибосомы с мол-лой иРНК и поступление в В-центр рибосомы метиоминовой тРНК. Присоединение рибосомы происходит в области инициирующего кодона АУГ.

б) элонгация – продвижение рибосомы вдоль мол-лы иРНК, сопров-ся наращиванием синтез-ной полипеп-ной цепочки. Представляет из себя серию следующих др. за др. циклов работы рибосомы.

Схема 1 цикла рибосомы – 1. перебрасывание полипепт-ной цепочки тРНк₁ на тРНК₂, 2. перемещение рибосомы относительно иРНК на 1 триплет (влево), освобождение тРНК₁, переход тРНК₂ в Р-центр рибосомы (р. транслокации)

Рез-т 1 цикла работы – перемещение рибосомы относительно иРНК на 1 триплет нуклеотида; удлинение синтезируемой белковой мол-лы на 1 АК. Скорость элонгации – 2 АК/секунду.

3. терминация – отсоединение рибосомы от мол-лы тРНК, освобождение синтез-х белковых мол-л, окончание трансляции. Сигнал терминации – сигнал-терминирующие кодоны УАА, УАГ, УГА.