Вопрос 13. Особенности экспрессии генетической информации у про- и эукариот. Взаимосвязь между генов и признаком.

Регуляция экспрессии генов у прокариот:

Регуляция генной активности у прокариот практически полностью осуществляется на уровне транскрипции. Первые работы, направленные на выяснение механизмов генетического контроля, были проверены в 50- 60- е годы.

В 1961 году Жакобом и Моно была создана классическая модель оперона. Они определили оперон как поную еденицу выражения генов, включающую структурные гены, регуляторные гены и контролирующие элементы.

Структурными называются гены, кодирующие необходимые для клетки бели с ферментативными или структурными функциями.

Регуляторными называются гены, кодирующие регуляторные белки, которые контролируют экспрессию структурных генов на всех уровнях.

Продукт регуляторного гена – белок репрессор – выключает транскрипцию трех структурных генов лактозного оперона путем связывания с геном оператором . Доступ РНК - полимеразы к гену просмотру – точка начала транскрипции – оказывается закрыт. Лактозный репрессор в свою очередь находится под контролем небольшой углеводной молекулы – аллолактозы ,которая образуется в клетке при добавлении в среду лактозы. Аллолактоза соединяется с репрессором, конформация его изменяется, при этом теряется сродство к оперативному участку ДНК. Тогда РНК- полимераза транскрибирует структурные гены. Такая система регуляции позволяет производить ферменты, необходимые для расщепления лактозы только тогда, когда в клетке присутствует лактоза.

Генетический контроль с помощь белков- репрессоров называется негативной регуляцией. Альтернативным способом является регуляция с помощью белков-активаторов. В этом случае регуляторные белки активируют связывание ДНК-полимеразы в промоторных областях. Такая регуляция транскрипционной активности генов носит название позитивной.

Особенности регуляции у эукариот

1. Оперонов у эукариот нет.

2. Активность каждого структурного гена регулируется большим числом генов- регуляторов.

3. В регуляции работы генов большую роль играют гены энхайсеры и гены сейтлайсеры.

4. Регуляцияю работы генов происходит на всех уровнях реализации наследственной информации.

- транскрипционном (наиболее изучена)

- трансляционном

- посттрансляционном

Регуляция на уровне транскрипции. В регуляции принимают участие гормоны. Например: под действием половых гормонов происходит активация генов, отвечающих за развитие вторичных половых признаков.

Между геном и признаком существует сложная связь. Один ген может отвечать за развитие одного признака.

Ген → иРНК → синтез белка (фермента) → биохимическая реакция → признак

Схема взаимосвязи гена и признака ↑↑↑↑↑ условия среды

Гены отвечают за синтез белков, которые катализируют определённые биохимические реакции, в результате чего проявляются определённые признаки.

Один ген может отвечать за развитие нескольких признаков, проявляя плейотропное действие. Выраженность плейотропного действия гена зависит от биохимической реакции, которую катализирует фермент, синтезируемый под контролем данного гена.

За развитие одного признака могут отвечать несколько генов - это полимерное действие гена.

Проявление признаков - результат взаимодействия различных биохимических реакций. Эти взаимодействия могут быть связаны с аллельными и неаллельными генами.