Генетическая система регуляции

для связывания аллостерических эффекторов (регуляторов). В качестве эффекторов могут выступать определенные мета­болиты, гормоны или даже молекулы субстрата. В результате присоединения положительно или отрицательно действующего эффектора к аллостерическому центру происходит изменение всей структуры фермента (конформация), что приводит соот­ветственно к активации или торможению функциональной активности каталитического центра.

Важным способом регуляции ферментативной активности является j^mu^opMai^m^taimumHeu, формы фермента (зимо-гена) в активную форму. Это достигается разрушением некоторых ковалентных связей с помощью протеаз, восстанов­лением дисульфидных групп, фосфорилированием протеинкина-зами за счет АТР или ассоциацией неактивных субъединиц. Потенциально активные ферменты могут не функционировать из-за их компартментации, например, в лизосомах, причем освобождению лизосомных гидролаз способствуют кислые значения рН, свободнорадикальное окисление мембранных липидов и некоторые жирорастворимые витамины и стероиды. Инактивация ферментов осуществляется путем их связывания специфическими ингибиторами белковой природы, а также разрушения протеиназами.

Генетическая регуляция включает в себя регуляцию на уровне" реплйта"цта7Тгранскртпции, процессинга и трансляции. МолекуЛТГрТШё" мё'хаЖ {рН, яоны,

модификация молекул, белки-регуляторы), однако сложность регуляторных сетей возрастает.

Роль генов состоит в хранении и передаче генети­ческой информации. Информация записывается в структуре хромосомной ДНК в виде триплетного нуклеотидного кода. Информация в клетках передается благодаря синтезу РНК на матрице ДНК (транскрипция) и синтезу специализиро­ванных белков на матрице мРНК с участием рРНК и тРНК (трансляция). В ходе и после транскрипции или трансляции происходит модификация биополимеров (процес-синг), транспортирующихся в места назначения. Специализиро­ванные белковые молекулы в соответствии со своей «структурной» информацией путем самосборки образуют специфические комплексы, выполняющие различные функции: каталитические (ферменты), двигательные (сократительные бел­ки), транспортные (насосы и переносчики), рецепторные (хемо-, фото- и механорецепторы), регуляторные (белковые активаторы, репрессоры, ингибиторы), защитные (лектины) и др.

Для извлечения в нужный момент необходимой инфор­мации из структур хромосом в клетке существует сложная система регуляции, не все стороны которой в настоящее время известны.

В качестве примера на рис. 2.2 приведена схема органи­зации участка ядрышковой ДНК, кодирующей синтез трех рРНК: 18S, 5.8S и 25S (28S), 5S рРНК синтезируется в других участках хромосом. РНК-полимераза I, осуществляющая транскрипцию рибосомальных генов, присоединяется к про-

Структурные гены рРНК эукариот, их транскрипция и про-цессинг: с — спейсер

Про-рРНК (45S)

Рис. 2.2

Ген —регулятор

ДНК

Промотор Акцепторная ^ ^ ^

Структурные гены (цистроны)

Фрагментация

,рнк ДД Л

( 28S)

_W