7. Регуляція експресії генів.

Генетичний апарат – це тонко регульована система. Відомо, що гени не проявляють постійної активності. Ген перебуває в неактивному стані, але коли є необхідність, він активується, а це, зокрема, зумовлює синтез відповідного білка. Синтез білків регулюється генетичним апаратом і факторами внутришньго і зовнішнього середовища.

Концепція оперону в регуляції генів у прокаріотів.

У 1961 р. французькі біологі Ф.Жакоб і Моно запропонували механізм регуляції генів, який було названо гіпотезою оперона. Вони виявили, що додавання лактози до культури Е.соlі індукує утворення трьох ферментів, необхідних клітині для розщеплення лактози до глюкози і галактози. Гени, що кодують ці ферменти, межують один з одним у хромосомі. Іх навали структурними генами, або цистронами. Функція цистронів контролюється ділянкою молекули ДНК, яка називається оператором. Операторний локус-

певна ділянка послідовності нуклеотидів довжиною 27 пар основ. Даний сегмент ДНК розташований між промотором , до якого перед початком транскрипції приєднується РНК-полімераза, початком першого структурного гена. Цистрон синтезує і-РНК, якщо оператор увімкнений, і припиняє синтез, коли він вимкнений. Оператор вмикається або вимикається білком, який назвали репресором, синтезованим регуляторним геном. Репресор або зв’язується з оператором і пригнічує його активність, або не зв’язується з ним, дозволяє виявляти активність структурним генам. Таким чином, репресор є негативним регулятором. Усі названі елементи функціювання генів входять до складу оперона.

Отже, оперон – це послідовність спеціальних функціональних сегментів ДНК та структурних генів, яки кодують синтез певної групи білків.

Регульована одиниця транскрипції складається з наступних структурних частин: 1) ген-регулятор, якой контролює утворення білка-репресора; 2) промотор-ділянка ДНК, до якої приєднується РНК-полімераза і з якої розпочинається транскрипція; 3) оператор-ділянка промотора, яка може зв’язувати репресор; 4) структурні гени-ділянки ДНК, які кодують і-РНК певних білків; 5) термінаторна ділянка ДНК, яка несе сигнал про зупинку транскрипції.

Принцип експресії та регуляції однаковий як у прокаріотів, так і в еукаріотів.

Однак останні, особливо богатоклітинні,-більш складні організми, тому експресія їх генів складніша і дещо відрізняється за деталями.

ЛЕКЦІЯ № 2

Тема: „ Молекулярні основи спадковості. Реалізація спадкової інформації.”

План лекції.

1. Нуклеїнові кислоти: ДНК і РНК, просторова організація, видова специфічность, роль у зберіганні та перенесенні спадкової інформації.

2. Реплікація ДНК.

3. Підтримування генетичної стабільності клітин: самокорекція і репарація ДНК.

4. Генетичний код, його основні принципи властивості.

5. Транскрипція, процесинг, сплайсинг.

6. Трансляція.

7. Будова гена. Гени структурні, регуляторні, синтезу т-РНК, і р- РНК.

8. Екзонно-інтронна організація генів (геному еукаріотів).

12