67. Понятие об опероне. Опероны про- и эукариот. Регуляция деятельности адаптивных оперонов прокариот в реакциях расщепления (на примере лактозного оперона кишечной палочки). Сплайсинг белков.

Оперон – участок ДНК, транскрипция которого осуществляется на одну молекулу и-РНК под контролем одного специального белка-регулятора.

В состав оперона прокариот входят структурные гены и регуляторные элементы. Структурные гены кодируют белки, осуществляющие последовательно этапы биосинтеза какого-либо вещества. Этих генов может быть один, два или несколько. Они тесно связаны друг с другом, в ходе транскрипции работают как один единый ген. Лактозный оперон кишечной палочки. При отсутствии в среде обитания бактерий глюкозы и при наличии лактозы, бактерии начинают синтезировать ферменты для переработки этого сахара. Если же в среде появляется глюкоза, эти ферменты исчезают и бактерии возвращаются к стандартному обмену веществ.

Сплайсинг белков, или белковый сплайсинг — внутримолекулярный автокаталитический процесс, происходящий в некоторых белках, при котором внутренняя часть белка (под названием интеин) выщепляется из белка-предшественника с последующим лигированием  оставшихся частей. На месте сплайсинга в белке-предшественнике находится цистеин или серин, то есть аминокислота с нуклеофильной боковой группой. Известные в настоящее время реакции сплайсинга не требуют экзогенных кофакторов и источников энергии (например, АТФ или ГТФ). До открытия сплайсинга белков словом «сплайсинг» обозначали сплайсинг пре-мРНК.

68. Регуляция деятельности адаптивных оперонов в клетках прокариот в реакциях синтеза (на примере аргининового оперона кишечной палочки).

Оперон - тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы белков, которые участвуют в одной цепи биохимических преобразований. Например, это могут быть гены, которые детерминируют синтез ферментов, участвующих в метаболизме какого-либо вещества, или синтезе какого-то компонента клетки. Оперонная модель регуляции экспрессии генов предполагает наличие единой системы регуляции у таких объединенных в один оперон структурных генов, имеющих общий промотор и оператор.

Особенностью прокариот является транскрибирование м-РНК со всех структурных генов оперона в виде одного полицистронного транскрипта, с которого в дальнейшем синтезируется отдельные пептиды. Примером участия генетических и негенетических факторов в регуляции в экспрессии генов у прокариот, может служить функционирование лактозного оперона у кишечной палочки. При отсутствии в среде, на которой выращиваются бактерии, сахара лактозы активный белок – репрессор, синтезируемый геном – регулятором, взаимодействуют с оператором, препятствует соединению РНК-полимеразы с промотором и транскрипции структурных генов. Появление в среде лактозы инактивирует репрессор, он не соединяется с оператором, РНК-полимеразы взаимодействуют с промотором и осуществляют транскрипцию полицистронной м-РНК. Последнее обеспечивает синтез сразу всех ферментов, участвующих в метаболизме лактозы. Уменьшение содержания лактозы в результате ее ферментативного расщепления приводит к восстановлению способности репрессора соединяться с оператором и прекращению транскрипции генов.

69. Формы изменчивости организмов - модификационная, комбинативная, мутационная. Их значение в онтогенезе и эволюции.

Изменчивость – способность организма изменять свои признаки и свойства.

Формы изменчивости:

Модификационная (ненаследственная): приспособление к данным условиям среды, выживание, сохранение потомства (породы лошадей и коров завезенные в горы, становятся низкорослыми)

Комбинативная (наследственная): распространение в популяции новых наследственных изменений, которые служат материалом для отбора (появление розовых цветков при скрещивании белоцветковой и красноцветковой примул)

Мутационная (наследственная): материал для естественного и искусственного отбора, т.к. мутации могут быть полезными, вредными и безразличными, доминантными и рецессивными (появление полиплоидных форм в популяции растений, лап у некоторых животных, приводит к их репродуктивной изоляции и образованию новых видов – микроэволюция)