Шпоры / Все шпоры 2

27. Рибосомные гены. Организация в кластеры, повторы.

У животных рибосомные гены составляют около одного процента от общего числа активных генов, транскрипция рДНК соответствует 30- 40% от общего объема клеточной транскрипции. Рибосомные гены могут транскрибироваться с очень высокой интенсивностью, чему способствует наличие нескольких энхансерных последовательностей при каждом гене.  Продукты транскрипции рибосомных генов являются стабильными и, в отличие от рибосомных белков и 5S рРНК, не подвергаются значительной посттранскрипционной деградации.  Ключевым фактором, определяющим уровень рРНК в клетке и, следовательно, скорость синтеза рибосом и уровень общего синтеза белка , является уровень транскрипции рибосомных генов РНК-полимеразой I .В целом ряде работ было показано, что транскрипция рибосомных генов является лимитирующей стадией синтеза рибосом.  Регуляция транскрипции рибосомных генов является ключевым звеном в регуляции общего уровня синтеза белка в клетке.

Гаплоидные клетки человека содержат около 200 генов рРНК, которые распределены в виде небольших кластеров по пяти хромосомам. Множественные копии высококонсервативных генов рРНК в любой хромосоме расположены в виде серии тандемных повторов, отделенных друг от друга нетранскрибируемым участком ДНК, который называется спейсером. В этих активно транскрибируемых участках ДНК плотно упакованы молекулы РНК-полимеразы и ассоциированные с ними новообразованные транскрипты (на один ген их приходится до 100 и более); они веером расходятся от нити ДНК, и вследствие этого вся структура приобретает вид "елочки". Верхушка каждой такой елочки представляет собой точку инициации транскрипции; конец же гена рРНК четко определяется по нижней границе "кроны".

28. Мини- и микросателлиты. ДНК-фингерпринтинг.

Мультиаллельные маркеры характеризуют­ся особым типом строения, представленным тандемно-организованными по­вторяющимися последовательностями, в основном - мини- и микросател­литами.

Эти участки генома относятся к так называемым гипервариаоельным. Они содержат короткие последовательности ДНК (олигонуклеотидные зве­нья), многократно повторенные оди" за другим. Для минисателлитэв харак­терны более длинные элементарные звенья от 10 и более нуклеотидов. Например, в известном минисателлитчом локусе D1S80 длина элементарно­го звена составляет 16 нуклеотидных пар, в интроне мио-глобинового гена имеется минисателлит с элементарным звеном в 33 нукле­отидные пары, повторенный несколько раз. Длина элементарного звена у микросателлитов меньше 10 нуклеотид­ных пар (н.п). В основном исследователи имеют дело с микросателлитами, имеющими размер звена от 2 до 4-5 н.п. Эти последовательности ранее на­зывали про лыми повторами, их число в геноме чрезвычайно велико. Наи­более представленными являются СА-повторы, за последнее время в гено­ме человека выявлено несколько тысяч этих локусов, большая часть кото­рых является вариабельной.

Вариабельность мини- и микросателлитов достигается тем, что у разных людей в одном и том же локусе одной и той же хромосомы число тандемныхповторов может различаться. 

ДНК-фингерпринт— печать, оттиск, отпечаток — генетический «отпечаток пальцев», представляющий собой высокоспецифичные гибридизационные полосы на электрофореграммах, полученный с помощью ДНК-фингерпринтирования. отражает индивидуальный полиморфизм длин рестрикционных фрагментов геномной ДНК, причиной которого могут быть мутации в пределах сайта рестрикции, изменение числа повторов в ДНК и др.

29. Онкогены и антионкогены. Связь рака с апоптозом.

 У млекопитающих обнаружили участок ДНК, гомологичный вирусным онкогенам. В активном состоянии такие участки получили название клеточных онкогенов, в неактивном — протоонкогенов. Протоонкогены — это нормальные гены клеток.Клеточные онкогены кодируют синтез белков, которые называются онкобелками, или онкопротеинами. Следует отметить, что все известные в настоящее время онкобелки принимают участие в передаче митогенетических сигналов от клеточной мембраны до ядра к определенным генам клеток. Это значит, что большинство факторов роста и других цитокинов в той или иной степени могут взаимодействовать с онкобелками. По функциональной активности и структурному сходству с элементами сигнальной митогенетической цепочки все онкобелки могут быть подразделены на следующие группы:- онкобелки — гомологи факторов роста,- онкобелки — голомоги рецепторов к факторам роста,- онкобелки, связанные с работой рецепторов, — аналоги G-белка и протеинкиназные белки, - онкобелки, передающие ростовые сигналы на ДНК. Для того чтобы стимулировать пролиферацию клеток, прото-онкогсны должны превратиться в клеточные онкогены.Инсерционная активация происходит при участии РНК- и реже ДНК-содержащих вирусов, которые могут встраиваться в геном клетки и своими генами модулировать активность близлежащих клеточных генов, среди которых могут оказаться протоонкогены. Ретровирусы могут быть носителями вирусного онкогена, или энхансера, выполняющего роль активатора онкогенов.

Антионкогены, или гены — супрессоры рака. В геноме клеток обнаруживаются гены, которые, напротив, тормозят пролиферацию клеток и оказывают антионкогенное действие. Потеря клеткой таких генов может приводить к развитию рака. Наиболее изученными антионкогенами являются р53 и Rb (retinoblastomagene). Потеря Rb обнаруживается в редко встречаемой детской опухоли ретинобластоме (частота ретинобластомы 1 на 20 000 детей). 60 % ретинобластом развиваются спорадически, а 40 % описываются как наследственные опухоли с аутосомно-доминантным типом наследования. В случаях наследственного дефекта Rb нормальный ген отсутствует только на одной аллеле. Вторая аллель остается сохранной, поэтому опухоль может развиться только при одновременном повреждении второго сохранного гена Rb. В случае спонтанно развившейсяретинобластомы потеря Rb затрагивает сразу оба аллеля.

Молекулой 1995 года назван ген-супрессор р53. Существуют две формы антионкогена р53: "дикая" (неизмененная) и мутированная. В опухолевых клетках при многих типах рака обнаруживается накопление мутированной или "'дикой" формы р53 в избыточном количестве, что оказывает отрицательное действие на регуляцию клеточного цикла, в связи с чем клетка приобретает способность к усиленной пролиферации.

Регуляция пролиферативной активности клетки с помощью р53 осуществляется через усиление или ослабление им апоптоза. Активация р53 на фоне активации клеточных онкогенов c-fos и с-myc приводит к смерти опухолевых клеток, что и наблюдается при действии на опухоль химиопрепаратов и радиации. Мутации р53 или инактивация его другими способами на фоне усиления экспрессии c-fos, c-myc и bcl-2, наоборот, заканчиваются усилением пролиферации клеток и злокачественной трансформацией.