Все лк демидюк
.pdf
RNA interference (RNAi) or Post-Transcriptional Gene Silencing (PTGS)
Endogenous triggers of RNAi pathway
miRNA – микро РНК |
|
shRNA – короткая шпилечная РНК |
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/probe/docs/techrnai/ |
A simplified model for the RNAi pathway
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/probe/docs/techrnai/
Типы коротких РНК у животных (на примере дрозофилы)
двуцепочечные РНК |
гены microRNA |
Dicer 2 |
Drosha |
|
|
|
pri-microRNA |
dsRNA
Dicer 1
pre-miRNA
siRNA
19-23 nt AGO2
miRNA
AGO1 22-23 nt
деградация мРНК, «подавление транскрипции»
подавление трансляции
(Слайд М.С. Кленова, ИМГ РАН)
гетерохроматиновые «piRNA кластеры»
одноцепочечные
транскрипты
piRNA
PIWI AUB
24-30 nt
AGO3
деградация РНК транспозонов, «подавление транскрипции»
piRNAs are mostly involved in the epigenetic and posttranscriptional silencing
of transposable elements and other spurious or repeatderived transcripts, but can also be involved in the regulation of other genetic elements in germ line cell
RNAi in experiments and therapeutics: how it works
Нокдаун (кnock down) гена в отличие от нокаута (кnock out) не «выключает» ген, а сильно снижает его
экспрессию https://www.ncbi.nlm.nih.gov/probe/docs/techrnai/
Трансляционная регуляция экспрессии некоторых генных продуктов |
|
102 |
Бактериофаги Е. coli - MS2, R17 и Q |
ген А транслируется один раз - в момент синтеза 5'-конца РНК
для рибосом доступен только инициаторный кодон AUG гена СР, соответствующие участки генов A, lys и rep находятся в двухцепочечных участках молекулы
Для трансляции |
|
При трансляции СР- |
Lys-кодирующей |
|
кодирующей |
|
последовательности |
|
последовательности |
|
|
|
рибосомы разворачивают |
|
рибосома |
|
|
|
РНК и экспонируют |
|
“неестественно” |
|
|
|
инициаторный кодон |
|
транслоцируется |
|
|
|
AUG гена rep |
|
|
|
|
|
|
|
компонент зрелой |
|
|
|
|
|
|
|
|
Белок лизиса |
|
|
||
вирусной частицы, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
необходим для |
|
|
|
|
|
амплифицирует |
адсорбции и |
|
|
|
|
|
|
образуют |
|
обеспечивают |
фаговую РНК для |
|||
проникновения |
|
|||||
вирусный капсид |
|
лизис |
того, чтобы |
|||
вируса в клетку |
|
|||||
|
|
|
инфицированных |
обеспечить высокий |
||
|
|
|
|
|||
По мере увеличения концентрации СР |
|
|||||
|
клеток и |
уровень трансляции |
||||
происходит его связывание с |
|
|||||
|
высвобождение |
фаговых генов и |
||||
последовательностью, перекрывающей |
|
|||||
последовательность инициации трансляции гена |
вирусного |
снабдить геномами |
||||
rep. Это предотвращает синтез репликазы, но не |
|
потомства |
фаговое потомство |
|||
препятствует образованию белков оболочки. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
При нормальной инфекции СР присутствует в клетке в больших количествах, Rep и Lys - в значительно меньших, а А представлен только несколькими молекулами
Трансляционная регуляция экспрессии некоторых генных продуктов
103
Синтез белков аппарата трансляции
Контроль по типу обратной связи, при котором продукт регулирует экспрессию собственного гена, называется аутогенной регуляцией
104 Синтез белков аппарата трансляции Свободная рРНК регулирует синтез рибосомных белков
16S-рРНК
16S-рРНК
мРНК белка S8
мРНК белка S7
GR1 |
Глобальная регуляция экспрессии генов |
Глобальные регуляторные механизмы не являются генспецифическими, а влияют на экспрессию многих генов.
Регуляция может осуществляется путем изменения состояния хроматина, в частности изменения упаковки нуклеосом. Это создает еще один уровень регуляции экспрессии. Как правило, активация транскрипции коррелирует с переходом высококонденсированных форм хроматина в менее плотно упакованные «открытые» формы.
На экспрессию (транскрипцию) генов влияют обратимые изменения в структуре ДНК, в частности изменение степени свехспирализации (топологии) ДНК и, следовательно, изменение конформации (например, переход от B- к Z- или другим формам)
Активность транскрипции зависит от степени метилирования цитозина в
динуклеотидных парах оснований |
5’-CG-3’. |
|
3’-GC-5’ |
Подавление экспрессии часто бывает связано с гиперметилированием, а активация - с гипометилированием.
Состояние хроматина и транскрипция генов зависит от посттранляционных модификаций гистонов
GR1.1 |
Изменение состояния хроматина |
|
Локализация эу-(светлые |
|
части хромосом) и |
|
гетерохроматина |
|
(интенсивно окрашенные |
|
участки) в кариотипе |
|
дрозофилы по результатам |
|
С-окрашивания. а - самец, б - |
|
самка. Цифры - номера |
|
хромосом. X и Y - половые |
|
хромосомы. Шкала 10 мкм. |
|
Изменение хромомерного |
|
рисунка в ядрышко- |
|
образующей хромосоме |
|
Allilum cepa (лук |
|
обыкновенный) в |
|
прометафазе-метофазе мейоза |
а – ранняя профаза; б - укорочение профазных хромосом;
в - дальнейшее укорочение межхромомерных участков; г – метафазная хромосома.
15 УПАКОВКА ДНК В ХРОМОСОМАХ. ГИСТОНЫ
Типичные характеристики гистонов млекопитающих
ТИП |
Число |
Мм, кДа |
Число |
Lys/Arg |
Число |
|
АК |
|
основных |
|
кислых |
|
|
|
АК |
|
АК |
Н1 (кролик) |
213 |
23,0 |
65 |
21 |
12 |
H2А(корова) |
129 |
14,0 |
26 |
1,2 |
20 |
Н2В(корова) |
125 |
13,8 |
28 |
2,5 |
16 |
HЗ (корова) |
135 |
15,3 |
32 |
0,7 |
18 |
Н4 (корова) |
102 |
11,3 |
26 |
0,8 |
10 |
В такой структуре с одним гистоновым октамером и молекулой гистона Н1 ассоциированы 168 пар оснований спиральной ДНК
нуклеосома