22. Адаптативная регуляция экспрессии генов у про- и эукариотов. Теория оперона. Функционирование оперонов, регулируемых по мех-му индукции и репрессии.

Экспрессия генов(это проявление генов) – это перенос генетической информаации от ДНК к белкам.

Гипотеза дифференциальной активности генов. 1) Все клетки тела имеют одинаковый набор генов; 2) в дифференциальных клетках гены не разрушаются, а лишь выключаются; 3) в каждой клетке активны различные гены. Гены клетки бывают конститутивные (активны всегда во всех типах клетки) и индуцибельные (регулируемые), т.е. для своей активности нуждаются в регуляторах. Регуляторы бывают позитивные (индукторы – включают ген), негативные (супрессоры – подавляют ген) и в качестве регуляторов могут выступать различные в-ва. Регуляторы могут менять активность гена качественно и количественно.

Прокариоты.Классической моделью изучения экспрессии генов является лактозный оперон кишечной палочки.

Кишечная палочка в нормальной среде предпочитает питаться глюкозой и лактозный оперон выключен. Ген G– конституционно активен и в норме на операторе сидит белок репрессор, который мешает РНК-полимеразе осущ-ть транскрипцию геновZ,Y,A. Если кишечная палочка живет в среде не содержащей глюкозу, но содержащей лактозу, то включается ласктозный оперон. Лактоза способна связывать белок-репрессор и освобождать оператора. Поэтому между промотором и структурной частью нет преград и транскрипция возможна и на рибосомах синтезируются белкиZ,Y,A, расщепляющие лактозу. Когда лактоза исчезает из питательной среды репрессор садится на оператор и экспрессия генов прекращается. Такой вид регуляции называется регуляцией субстратом.

Эукариоты.Каждый ген имеет собственный промотр и один или несколько регуляторов. Сущ-ет 5 уровней регуляции: 1) на уровне кол-ва генов (при необходимости генов становится меньше или больше) – а) позитивный вариант (умножение генов), б) негативный вариант (выключение хромосом или целых наборов хромосом – гетерохроматизация, пример: у чел-ка тельце Бара); 2) на уровне транскрипцими генов, т.е. на уровне синтеза РНК – а) позитивные регуляторы – энхансеры (усилители) – это участки ДНК, способные усиливать транскрипцию; б) негативные регуляторы – это сайлексеры – подавляют транскрипцию; 3) уровень процессинга – его регуляция влияет на вид ДНК – альтернативный сплайсинг; 4) ур-нь трансляции – сборки белка на рибосоме, ведет к уменьшению или увеличению жизней м-РНК, таким образом кол-во синтезируемиого белка; 5) стадия посттрансляционных изменений – прекращение этих процессов задерживает формирование активных молекул белка, самый не экономичный, но быстро реагирующий уровень.

23. Свойства генетического кода. Однонаправленность и неперекрываемость сигнала терминации. Отсутствие комплементарности между неклеотидами м-рнк и а/к.

Генетический код представляет собой природную систему обозначения аминокислот, входящих в состав белков с помощью нуклеотидов. Генетический код хар-ся свойствами: 1) триплетность - каждая а/к обозначается тройкой рядом расположенных в нуклеиновой кислоте нуклеотидов, такие триплеты в м-РНК называются кодонами, а в ДНК – кодогенами. Сущ-ет 64 различных триплета, 61 кодирует а/к, 3 – бессмысленные (стоп-кодоны); 2) неперекрываемость кодона: каждый нуклетотид входит лишь в один триплет; 3) избыточность кода – каждая а/к (исключение метионин и триптофан) кодируются несколькими триплетами; 4) непрерывность кода, т.е. отсутствие разделительных сигналов между триплетами; 5) универсальность кода – смысловое значение триплетов одинаково для всех живых орг-мов.