Стом. ф-т / Дополнительные работы / Доп. работа к теме 1.3 Microsoft Office Word 97 - 2003

Работа № 11. Регуляция транскрипции у эукариот.

Отличия в транскрипции у эукариот и прокариот обусловлены особенностями организации их генов.

У эукариот:

• процессы транскрипции (в ядре) и трансляции (в цитоплазме) разобщены не только в пространстве, но и во времени;

• у эукариот нет оперонов, и каждый ген представляет собой независимую транскрипционную единицу;

• у эукариот функционируют три разных типа РНК-полимераз: I, II, III;

• у эукариот значительно сложнее устроен промотор.

Регуляция активности (экспрессии) генов у эукариот осуществляется значительно сложнее, чем у прокариот:

• начало транскрипции у эукариот связано с множеством сложных изменений структуры хроматина в транскрибируемой области;

• PHK-полимераза эукариот не может самостоятельно начать транскрипцию. Для этого необходим транкрипционный фактор, включающий большое число белков, которые для начала транскрипции должны объединиться в комплекс.

• среди регуляторных элементов эукариот выделяют специфические последовательности, которые могут оказывать своё действие на большом расстоянии от гена и при разной ориентации по отношению к нему – сайленсеры (ослабители транскрипции) и энхансеры (усилители транскрипции).

• в эукариотических клетках преобладают положительные регуляторные механизмы над отрицательным;

Изучите механизмы регуляции активности генов у эукариот и зарисуйте схемы №1 и №2.

1. Неспецифическая регуляция экспрессии генов осуществляется путём конденсации хроматина, которая блокирует доступ факторов транскрипции к генам. При этом активные участки хромосом (эухроматин) превращаются в неактивные – гетерохроматин.

2. Специфическая регуляция транскрипции осуществляется с помощью специфических факторов транскрипции (5) (белки продукты регуляторных генов (1)), которые образуют транскрипционный комплекс с РНК-полимеразой (6) и помогают РНК-полимеразе узнать промотор (2) и присоединиться к нему.

Схема №1:

5

ДНК

2

1 2 3 4

Транскрипция идет

6

1. Регуляторный ген, кодирующий фактор транскрипции.

2. Промотор.

3. Структурный ген.

4. Терминатор.

5. Факторы транскрипции.

6. РНК-полимераза.

3. Негативный контроль транскрипции осуществляют регуляторные белки-репрессоры (5). Они связываются с промотором (1) и блокируют доступ транскрипционного комплекса (6+7) к промотору (1).

Схема №2:

ДНК

4 1 2 3

Транскрипция не идет

5

7

6

1. Промотор.

2. Структурный ген.

3. Терминатор.

4. Регуляторный ген, кодирующий белок-репрессор.

5. Белки-репрессоры.

6. РНК-полимераза.

7. Факторы транскрипции

4. Промоторы эукариотических генов находятся под контролем большого числа регуляторных участков в молекуле ДНК (ТАТА-, СААТ-, GС-последовательностей, энхансеров, сайленсеров), к которым присоединяются белки-факторы транскрипции.

Например, ТАТА-последовательность присутствует в промоторах

большинства генов. С этой последовательностью соединяется ТАТА-

связывающий регуляторный белок (4), обеспечивая соединение

транскрипционного комплекса (6+5) с промотором (1).

Схема №3

5

4

ДНК

ТАТА-

1

ТАТА- 1 2 3

Транскрипция идет

6

1. Промотор.

2. Структурный ген.

3. Терминатор.

4. ТАТА-связывающий регуляторный белок.

5. Факторы транскрипции.

6. РНК-полимераза.

5. Энхансеры – регуляторные последовательности, находящиеся как внутри гена, так и на значительном расстоянии от него. Энхансер (6) и промотор (1) сближаются в результате образования между ними петли ДНК. В следствие этого, белки-активаторы (7), узнающие энхансер соединяются с транскрипционным комплексом (4+5) и активируют транскрипцию.

Схема №4:

5

ДНК

1

2 3 петля ДНК

Транскрипция идет

4

6

7

1. Промотор.

2. Структурный ген.

3. Терминатор.

4. РНК-полимераза.

5. Факторы транскрипции.

6. Энхансер.

7. Белки-активаторы транскрипции.

Противоположное действие – замедление транскрипции – осуществляют сайленсеры. Это участки ДНК, затрудняющие соединение промотора с транскрипционным комплексом.