Транскрипция у прокариот. Регуляция транскрипции у прокариот. Схема работы лактозного оперона.

ТРАНСКРИПЦИЯ - биосинтез молекул РНК, на соотв. участках ДНК; первый этап реализации генетич. информации в живых клетках. Осуществляется ферментом ДНК зависимой РНК-полимеразой, Фермент «узнаёт» знак начала Т.— промотор (участок ДНК), присоединяется к нему, расплетает двойную спираль ДНК и копирует, начиная с этого места, одну из её цепей, перемещаясь вдоль ДНК и последовательно присоединяя мономерные звенья (нуклеотиды) к образующейся РНК в соответствии с принципом комплементарности. По мере движения РНК-полимеразы растущая цепь РНК отходит от матрицы и двойная спираль ДНК позади фермента восстанавливается. Когда РНК-полимераза достигает конца копируемого участка (терминатора), РНК отделяется от матрицы. Показано, что у прокариот в регуляции на этапе инициации могут участвовать белки-репрессоры, связывающие близкие к точке начала Т. участки — операторы. Нек-рые знаки конца Т. (терминаторы) узнаются самой РНК-полиме-разой, в узнавании др. участвует особый терминирующий белок «ро». В регуляции Т. на этапе терминации участвуют белки-антитерминаторы и компоненты аппарата белкового синтеза. 

Единицы Т., называемые скриптонами или оперонами, у прокариот включают в себя, как правило, неск. функционально связанных генов

Изучение регуляции экспрессии генов на стадии транскрипции у прокариот привело к созданию в 1961 г. модели оперона (Жакоб и Мано). Оперон -это тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы ферментов для какой-либо одной из биохимических реакций. Особенностью прокариот является транскрибирование иРНК со всех структурных генов оперона. Такая полицистронная иРНК в дальнейшем разрезается на фрагменты, соответствующие матрицам для синтеза отдельных ферментов. Цепи структурных генов оперона всегда предшествует промотор, узнаваемый РНК-полимеразой. У конститутивных генов этого достаточно для осуществления транскрипции. У регулируемых генов между промотором и структурными генами располагается оператор - последовательность нуклеотидов, которая узнается белком-регулятором (репрессором), находящимся в активном состоянии. Белок-репрессор представляет собой аллостерический белок, способный изменять свои биологические свойства при соединении с различными специфическими молекулами и обладает двумя высокочувствительными группами; одной из них он распознает оператор, другой - специфично связывает индуктор. Одновременно быть связанным с двумя молекулами он не может. Индуктор представляет низкомолекулярное вещество, которое связывается с репрессором и переводит его в неактивную форму, неспособную более связываться с оператором. Так, в Lac-системе индуктором является лактоза, после ассоциации с которой репрессор отсоединяется от оператора.

Транскрипция у эукариот. Единица транскрипции – транскриптон, его строение. Экзоны и интроны. Процессинг (созревание) РНК, сплайсинг, альтернативный сплайсинг.

ТРАНСКРИПЦИЯ - биосинтез молекул РНК, на соотв. участках ДНК; первый этап реализации генетич. информации в живых клетках. Единицей транскрипции у эукариот является отдельный ген, а не оперон, как у прокариот.

 Транскриптон - участок генетич. материала, транскрипция к-рого осуществляется на одну молекулу информационной РНК (иРНК) под контролем белка-репрессора. Транскриптон может состоять из одного, двух и более тесно сцепленных структурных генов, кодирующих белки (ферменты), осуществляющие последовательные этапы биосинтеза какого-либо метаболита. Кроме того, каждый транскриптон содержит регуляторные элементы: промотор (участок начала транскриппии) и оператор (с к-рым происходит связывание репрессора), расположенные в начале транскриптона, и терминатор (сигнал к прекращению транскрипции) — в конце. Промотор представляет собой короткую последовательность неск. десятков нуклеотидов ДНК, с к-рой специфически связывается фермент РНК-полимераза, осуществляющая транскрипцию ДНК. Если оператор не занят репрессором, то РНК-полимераза транскрибирует все структурные гены транскриптона. Репрессор, контролирующий транскрипцию, кодируется геном-регулятором, к-рый не обязательно сцеплен с транскриптоном. Кроме участка узнавания оператора молекула репрессора имеет участок узнавания эффектора, к-рый либо активирует его (в тех случаях, когда репрессор синтезируется в неактивной форме), либо инактивирует (если репрессор синтезируется в активной форме).

Экзон —  Кодирующий участок. Интрон — участок ДНК, который является частью гена, но не содержит информации о последовательности аминокислот белка.  Некодирующий участок.

ПРОЦЕССИНГ - совокупность реакций, ведущих к превращению первичных продуктов транскрипции и трансляции в функционирующие молекулы.

В клетках эукариот обнаружен особый тип П.— сплайсинг (от англ. splice — сращивать, соединять При сплайсинге интроны удаляются, а экзоны сшиваются друг с другом, образуя активные (зрелые) мРНК. В нек-рых случаях возможны альтернативные варианты компановки кодирующих участков (альтернативный сплайсинг) и в таком случае из одного предшественника могут возникать разные мРНК, кодирующие разные белки.