28.Регуляция процесса транскрипции прокариот. Лактозный и триптофановый опероны. Про опероны (изучите как они работают в различных ситуациях, здесь такого нет!!!!)

Лактозный оперон – данный оперон кодирует белки катаболизма лактозы, менее предпочтительного по сравнению с глюкозой источника энергии для данной бактерии. В связи с этим транскрипция lac-оперона происходит только в том случае, если в среде отсутствует глюкоза и присутствует лактоза. В состав lac-оперона входят: три структурных гена, кодирующих белки, участвующих в метаболизме лактозы: βгалактозидазу (гидролизует лактозу), пермеазу (ответственна за транспорт галактозы в клетку), белок А (β-галактозидтрансацетилаза – функция до конца не выяснена); промотор (40 п.н.); оператор (27 п.н.); область связывания комплекса белка САР (белок активатор катаболитических оперонов) с цАМФ – САР•цАМФ (38 п.н.).

+Триптофановый оперон содержит 5 генов, ответственных за синтез триптофана, промотор, оператор.

Триптофановый оперон должен транскрибироваться при недостаточном содержании триптофана в клетке. При высоком же содержании этой аминокислоты его экспрессия должна быть слабо выраженной или полностью отсутствовать. В клетках E.coli присутствует репрессор, образующийся в результате экспрессии соответствующего гена. При высоком содержании в клетке триптофана этот репрессор образует комплекс с данной аминокислотой. Образовавшийся комплекс обладает сродством к оператору и, взаимодействуя с ним, не позволяет РНК-полимеразе начать синтез РНК. Белки, ответственные за синтез триптофана, не образуются. Соответственно не происходит и синтез аминокислоты.

Как только содержание триптофана в клетке снижается, комплекс триптофан-репрессор распадается. В результате репрессор теряет сродство к оперону. РНК-полимераза приобретает доступ к промотору и начинает транскрипцию структурных генов. Синтезируется иРНК, которая транслируется с образованием белков, ответственных за синтез триптофана. Концентрация этой аминокислоты в клетке постепенно возрастает.

29. Нематричный синтез рнк.

Существуют ферменты способные синтезировать РНК в отсутствие матрицы. К ним относится полинуклеотидполимераза и полиаденилатполимераза. Полинуклеотидполимераза – встречается у бактерий и использует в качестве субстратов рибонуклеозид-5’-дифосфаты (НДФ) – АДФ, ЦДФ, ГДФ и УДФ. Этот фермент катализирует реакцию, которую в общем виде можно представить так:

Реакция обратима.. Полиаденилатполимераза обеспечивает синтез полиА-последовательности на 3’-конце иРНК. В качестве субстрата использует АТФ и РНК..

30. Информационная рнк, ее структура и функциональные участки, различия у про-и эукариот. Модификация 5'- и 3'-концов транскриптов и ее значение.

иРНК (или матричные РНК) – это одноцепочечные молекулы. Они содержат информацию о первичной структуре белка и служат матрицами для биосинтеза полипептидных цепей.

Молекула иРНК может кодировать одну или несколько полипептидных цепей. иРНК, кодирующая информацию об одной полипептидной цепи, называется моноцистронной, о двух или более – полицистронной.

Информационная РНК прокариот

иРНК прокариот – это короткоживущие молекулы, их время полужизни составляет всего около 2 мин. иРНК прокариот в большинстве случаев являются полицистронными, и только некоторые из них – моноцистронными. Полицистронные иРНК содержат нетранслируемые межцистронные области, которые разделяют участки, кодирующие полипептидные цепи (цистроны). Со стороны 5’ располагается лидерная не кодирующая последовательность, содержащая в своем составе Шайна-Дальгарно, определяет правильную ориентацию на рибосомах, со стороны 3’ кольцевая последовательность - трейлер.

иРНК эукариот

иРНК эукариот являются моноцистронными . На их 5’-конце имеется кэп. Кэп представляет собой 7-метилгуанозин, связанный трифосфатной связью 5’-5’со следующим нуклеотидом. Присоединение кэпа происходит посттранскрипционно. Кэп играет важную роль в инициации синтеза белка.

На 3’-конце большинства иРНК эукариот имеется полиАпоследовательность. ПолиА- последовательность не закодирована в генах, поэтому полиаденилирование осуществляется после транскрипции (в ядре) ферментом полиаденилатполимеразой. ПолиА-последовательность имеет размер около 50 – 400 нуклеотидов. В цитоплазме она постепенно укорачивается и определяет время жизни иРНК. Таким образом, эта последовательность защищает иРНК от деградации последовательности. Кроме того, она способствует транспорту иРНК из ядра в цитоплазму. На 5’-и 3’- флангах иРНК располагаются нетранслируемые области. Период полужизни иРНК эукариот значительно больше, чем у прокариот, и составляет от нескольких часов до нескольких суток.