1. Промоторы

Определение: Промотор — это участок ДНК, расположенный перед началом гена, который служит местом связывания РНК-полимеразы и других трансактивирующих факторов.

Структура: Промоторы могут содержать различные элементы, такие как:

Основные промоторные элементы (например, TATA-бокс), которые необходимы для инициации транскрипции.

Регуляторные элементы, которые могут влиять на уровень экспрессии гена.

Функция: Промоторы играют ключевую роль в определении, будет ли ген активирован или нет. Их активность может изменяться в зависимости от наличия специфических транскрипционных факторов.

2. Энхансеры

Определение: Энхансеры — это регуляторные последовательности ДНК, которые могут находиться на значительном расстоянии от гена, который они регулируют.

Структура: Энхансеры содержат множество сайтов связывания для различных транскрипционных факторов.

Функция:

Энхансеры усиливают экспрессию генов, взаимодействуя с промоторами через образование петлеобразных структур ДНК, что позволяет транскрипционным факторам, связанным с энхансерами, взаимодействовать с РНК-полимеразой и другими компонентами транскрипционного комплекса.

Они могут действовать в различных клеточных типах и условиях, что позволяет клеткам дифференцироваться и адаптироваться.

3. Регуляция через транскрипционные факторы

Транскрипционные факторы: Это белки, которые связываются с промоторами и энхансерами, регулируя уровень экспрессии генов. Они могут быть активаторами (усиливающими транскрипцию) или репрессорами (подавляющими транскрипцию).

Специфичность: Транскрипционные факторы могут быть специфичными для определённых типов клеток или условий, что обеспечивает точный контроль над тем, какие гены активируются в какой момент.

4. Эпигенетическая регуляция

Модификации хроматина: Упаковка ДНК в хроматин и его модификации (метилирование ДНК, ацетилирование гистонов) играют важную роль в регуляции доступности генов для транскрипции.

Эпигенетические изменения: Эти изменения могут быть наследственными и влиять на экспрессию генов без изменения последовательности ДНК.

Заключение

Регуляция экспрессии генов у эукариот осуществляется через сложное взаимодействие промоторов, энхансеров и транскрипционных факторов. Эти механизмы позволяют клеткам точно контролировать, когда и как сильно будут экспрессироваться те или иные гены, что критически важно для нормального функционирования организма и его адаптации к окружающей среде.

18. Регуляция экспрессии генов у эукариот: негенетический контроль (гормоны, белки гистоны, синтез неактивных белков, накопление и – РНК в цитоплазме).

Регуляция экспрессии генов у эукариот включает не только генетические механизмы, но и негенетические факторы, которые играют важную роль в контроле активности генов. Рассмотрим некоторые из этих факторов более подробно.

1. Гормоны

Определение: Гормоны — это химические вещества, которые вырабатываются эндокринными железами и регулируют физиологические процессы в организме.

Механизм действия:

Гормоны могут связываться с рецепторами на поверхности клеток или внутри них, что инициирует каскад сигналов, приводящий к активации или репрессии определённых генов.

Например, стероидные гормоны (такие как кортизол и эстроген) проникают через клеточную мембрану и связываются с внутриклеточными рецепторами, которые затем действуют как транскрипционные факторы, регулируя экспрессию генов.