Основные принципы регуляции активности генов у эукариот.
1.У эукариот не установлено оперонной организации генов, так как гены, определяющие синтез ферментов одной цепи биохимических реакций, могут быть рассеяны в геноме и не имеют, как у прокариот, единой регулирующей системы (ген- регулятор, ген-промотор и др.).
2.Регуляция транскрипции у эукариот комбинационная. Активность каждого гена регулируется большим числом генов-регуляторов.
3.У многих генов ДНК у эукариот имеется несколько зон, узнаваемых разными белками.
4.У эукариот существуют белки-регуляторы, контролирующие работу других регуляторных белков, и их действие может оказываться плейотропным.
5.В регуляции экспресии эукариотических генов важную роль играют гены энхансеры и сайленсеры.
6.В регуляции транскрипции участвуют гормоны, а генной активности – гистоны хромосом.
7.Регуляция экспрессии генов осуществляется на всех этапах реализации наследственной информации.
Все гены организма можно разделить на две большие группы:
Конститутивные,
индуцибельные.
Конститутивные гены – это гены с постоянной экспрессией, они постоянно включены, то есть функционируют на всех стадиях онтогенеза и во всех тканях. К ним относятся гены, кодирующие тРНК, рРНК, ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы, белки-гистоны, белки рибосом и т.д.
Иначе говоря, это «гены домашнего хозяйства», без которых клетки не могут существовать.
Индуцибельные гены («гены роскоши»)
– это гены с регулируемой экспрессией, они могут включаться и выключаться. У многоклеточных организмов индуцибельные гены называют тканеспецифичными, потому что они по-разному функционируют в разных тканях на разных этапах онтогенеза.
ИТОГ:
признаки |
прокариоты |
эукариоты |
Количество генов |
4000 |
Около 30000 |
Количество ДНК |
4 млн пар нуклеотидов |
3-7 млрд пар нуклеотидов |
Кодирующие |
Более 90% |
Менее 10% |
последовательности ДНК |
|
|
Связь ДНК с гистонами |
отсутствует |
Формирует нуклеосомы |
Укладка ДНК |
Кольцевая, содержит 100 |
Линейная, с замкнутыми |
|
петель по 40 000 пар |
теломерами |
|
нуклеотидов |
|
Количество репликонов |
1 |
50000 |
Активно работающие |
Менее 10% |
Более 90% |
участки |
|
|
Процессинг |
отсутствует |
Осуществляется при |
|
|
переходе про-и-РНК в |
|
|
зрелую и-РНК |
Регуляция транскрипции |
оперонная |
Сложная каскадная |
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КЛЕТОК ЭУКАРИОТ.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ГЛАВЕНСТВУЮЩЕЙ РОЛИ ЯДРА В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ЧЕРЕЗ
ЦИТОПЛАЗМУ.
Основная масса ДНК сосредоточена в ядре (более 90%). В митохондриях – 1,5%, пластидах – 0,7%, центриолях – 0,5%.
Имеется ряд доказательств главенствующей роли ядра.
Косвенные доказательства.
Структурные (требования, предъявляемые к материальному субстрату наследственности): постоянство присутствия в клетке, способность к самоудвоению,
равномерное распределение между дочерними клетками.
Всем трем удовлетворяет только ядро, а органоиды только первым двум.
Анатомические особенности половых клеток. В яйцеклетке много цитоплазмы, а в сперматозоидах мало, тем не менее, у дочерних клеток особенности проявляются в равной степени.