КАФЕДРА БИОЛОГИИ
имени академика Е.Н.Павловского
ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ: «Регуляция экспрессии генов»
Дайте сравнительную характеристику биологического значения регуляции экспрессии генов у про- и эукариот.
Посредством контроля экспрессии генов про- и эукариотические организмы адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды. Отражением этого служит то, что лишь небольшая часть белков, которые закодированы в генах клетки или организма синтезируются ими в данное время.
В геноме кишечной палочки содержится более 4000 белок – кодирующих генов, однако в каждый данный момент в клетке синтезируется и активно функционирует не более 600-800 белков, необходимых ей для обеспечения жизнедеятельности в конкретных условиях. Остальные гены находятся в репрессированном, «выключенном» состоянии и их «включение» осуществляется лишь в ответ на изменения, возникающие в окружающей среде.
Механизмы регуляции экспрессии генов играют большую роль в процессах дифференциации и специализации клеток многоклеточных организмов в ходе их развития.
В основе процессов дифференциации и специализации клеток лежит дифференцированная экспрессия генов в клетках, относящихся к разным типам. В результате, несмотря на наличие общей генетической программы и единого генома во всех клетках организма, каждый тип клеток характеризуется своим уникальным набором активно функционирующих белков и, как следствие этого, присущими только ему морфологическими и функциональными признаками.
В механизме регуляции активности генов у прокариот большую роль играют гены-регуляторы,
контролирующие синтез регуляторных белков.
По своим функциям различают два вида регуляторных белков: белки - репрессоры и белки – активаторы, или апоиндукторы.
Белки - репрессоры, присоединяясь к регуляторным полинуклеотидным последовательностям гена ( оперона), препятствуют присоединению РНК - полимеразы к промотору и снижают уровень транскрипции.
Регуляция активности генов на основе белков-репрессоров называется
негативной.
Белки - активаторы , взаимодействуя с регуляторными нуклеотидными последовательностями гена ( оперона) облегчают связывание РНК-полимеразы с промотором и стимулируют транскрипцию. Регуляция действия генов с помощью белков-активаторов называется позитивной
регуляцией.