ГЕНДЕР экспрессиясының реттелуі Д РІСТІ ЖОСПАРЫ: Ә

ГЕНДЕР экспрессиясының реттелуі

Д РІСТІ ЖОСПАРЫ: Ә Ң • Гендер экспрессиясы реттелуіні жалпы ң принциптері. • Гендер экспрессиясы реттелуіндегі генетикалы факторларды ролі. қ ң • Прокариоттар гендері экспрессиясыны ң реттелуі. • Эукариоттар гендері экспрессиясыны ң реттелуі. • Гендер экспрессиясы реттелуіні ң ма ызы. ң

ДЕБИЕТТЕР: Ә • Б. Албертс, Д Брей, Дж. Льюис и др. Молекулярная биология клетки т. 2 «Мир» 1986 • Б. Льюин Гены. . , Мир « 1987» стр. 188 -220 • Н. Н. Мушкамбаров, С. Л. Кузнецов. Молекулярная биология. М. , МИА, 2003, стр. 95 -117 • И. Ф. Жимулев. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006, стр. 149 -151 • С. Г. Инге-Вечтомов. Генетика с основами селекции М. , Высшая школа, 1989, стр. 415 -424 • В. И. Иванов, Н. В. Барышникова, Дж. С. Билева и др. Генетика под ред. В. И. Иванова. М. , 2006 г, стр. 200 —

ГЕНДЕРДІ Ң ФУНКЦИЯСЫНА БАЙЛАНЫСТЫ ЖІКТЕЛУІ: 1. Структуралы гендерде а уыздарды , қ қ ң ферменттерді ж не т рлі РН -ды ң ә ү Қ ң рылымы туралы а парат болады. құ қ 2. Функциялы гендер: модуляторлы қ қ (ингибиторлар, супрессорлар, мутаторлар) ж не регуляторлар (реттеушілер, ә операторлар) деп жіктеледі, олар бас а қ гендерді ызметтерін не к шейтеді, не ң қ ү б се детеді, не іске осады немесе ә ң қ шіреді. ө

3. Конститутивтік гендер барлы уа ытта қ қ белсенді болады, жалпы ма ызы бар ң а уыздарды синтезделуін қ ң ба ылайды. Б л гендерді қ ұ ң транскрипциясы РН -полимеразаны Қ ң промотормен байланысуына т уелді ә ж реді, ешбір реттеуші серді ажет ү ә қ етпейді. 4. Реттеуді ажет ететін гендерді функциясы қ ң та дамалы т рде ба ыланады, олар ң ү қ арнайы заттарды т зілуін амтамасыз ң ү қ етеді.

Регулятор — гендерді ызметі: ң қ • Гендер экспрессиясын реттейтін негізгі фактор- олар регуляторлы ызмет қ қ ат аратын гендер. қ • Олар зіні реттеуші ызметін арнайы ө ң қ а уыздарды т зуі ар ылы іске асырады. қ ү қ • Реттеуші а уыздар оператормен қ байланысып, РН полимеразаны Қ промотормен осады немесе РН қ Қ полимеразаны промотормен ң байланысуына кедергі жасайды.

Генетикалы емес реттеуші қ факторлар: Эффекторлар. Оларды екіге б леді: ө 1. индукторлар транскрипцияны осатындар; қ 2. корепрессорлар транскрипция а ғ кедергі болатындар.

ОПЕРОННЫҢ МОДЕЛІ: • Оперон-бір биохимиялық тізбектес реакцияларға қатысатын ақуыздар тобының синтезделуін бақылайтын, тығыз байланысқан промотор, оператор және структуралық гендер қатары. Мысалы, лактозаны ыдыратуға қатысатын β -галактозидаза, пермеаза және ацетилтрансфераза ақуыз-ферменттердің түзілуін бақылайтын оперон(Ф. Жакоб, және Ж. МОНО, 1961). • 2 — ген-регулятор; 3 -промотор; 4 -оператор; 5 – РНҚ полимераза; 6 -арнайы ақуыз; 7 -индуктор. >>

Реттеуші а уыздарды т рлері: қ ң ү 1. Реттеуші а уыз қ оператормен байланысса РН Қ полимераза промотормен осыла алмайды, қ транскрипция ж рмейді. ү М ндай а уызды ұ қ репрессор , ал реттелуді т рін ң ү негативті дейді.

Индуцибелдік оперон

Репрессибелдік оперон

2. Егер РНҚ – полимераза өздігінен промоторға байланыса алмаса, белсенділеуші ақуыз оның промоторға байланысуына мүмкіндік жасап, транскрипцияны іске қосады. Мұндай ақуызды апоиндуктор (активатор), ал реттелудің түрін позитивті дейді.

2. Егер РНҚ – полимераза өздігінен промоторға байланыса алмаса, белсенділеуші ақуыз оның промоторға байланысуына мүмкіндік жасап, транскрипцияны іске қосады. Мұндай ақуызды апоиндуктор (активатор), ал реттелудің түрін позитивті дейді.

ОПЕРОННЫ Т РЛЕРІ: Ң Ү 1. Индуцибелдік оперон (негативті реттелу) жасушада ыдырататын субстрат(индуктор) болса, ақуыз-репрессор онымен байланысады, транскрипция жүреді. Оперон іске қосылады, транскрипция жүреді. • Егер индуктор болмаса, ақуыз-репрессор оператормен байланысады, РНҚ-полиме раза транскрипция жүргізе алмайды. Оперон өшіріледі, танскрипция жүрмейді.

2. Репресибелдік оперон (позитивті реттелу) ақырғы ыдырау өнімдері ақуыз-репрессормен(ап оиндуктормен) байланысады, РНҚ-полимераза промотормен қосылады, транскрипция жүреді. Оперон іске қосылады. Егер ақырғы ыдырау өнімдері азайса, апоиндуктордың белсенділігі азаяды, РНҚ-полимераза промотормен байланыса алмайды, транскрипция тоқтайды. Оперон өшіріледі.

Негативті реттелу (индуцибельдік оперон)

Негативті реттелу (репрессибельдік оперон)

Позитивті реттелу (индуцибельдік оперон)

Позитивті реттелу (репрессибельдік оперон)

Лактозалы оперон экспрессиясыны қ ң реттелуі (индуцибелдік, негативті реттелуді ң мысалы ретінде)

ТРИПТОФАН ОПЕРОНЫ(репрессибелдік оперон, позитивті реттелу)

Триптофанны сері: ң ә • Егер жасушаны тіршілік ортасында ң триптофан аса к п болса, ө РН -полимеразаны он молекуласыны Қ ң ң тек біреуі ана аттенюаторлы барьерден ғ қ теді ж не структуралы гендер ө ә қ транскрипциялана бастайды. • Егер жасушаны тіршілік ортасында ң триптофан жетіспесе, РН -полимеразаны Қ ң аттенюаторлы барьерден тетін қ ө молекулалар саны лде айда артады. ә қ

Эукариоттар гендері экспрессиясыны реттелу ң т рлері: ү 1. А заны орша ан орта згерістеріне ғ ң қ ғ ө бейімделуін олдайтын қ уа ытша қ реттелу; 2. Жасушаларды дифференциялануын ң ж не м шелер мен лпаларда ы ә ү ұ ғ а уыздар рамыны рт рлілігін қ құ ң ә ү аны тайтын қ т ра ты, за а ұ ққ созылатын реттелу.

Реттелуді екі т рі де генетикалы ң ү қ а паратты іске асырылуы кезіндегі қ ң т рлі де гейлерде бай алады: ү ң қ гендік, транскрипциялы , қ посттранскрипциялы , қ трансляциялы ж не қ ә посттрансляциялы. қ

ЭУКАРИОТТАР гендері экспрессиясыны реттелуі: ң

Гендік немесе претранскрипциялы де гей: қ ң • Б л де гейдегі реттеу на ты ұ ң қ гендерді к шірмелер саныны ң ө ң згеруі ар ылы ж реді. Гаплоидты ө қ ү қ жиынты та ы бір ген тек бір қ ғ а уызды т зілуіне жауап береді. қ ң ү • Сонымен атар, на ты генні бірнеше қ қ ң к шірмелері болуы м мкін. ө ү К шірмелер саныны згеруі, ө ң ө жасушада ы рылымды немесе ғ құ қ модуляторлы а уыздар саныны қ қ ң згеруіне келуі м мкін. ө ә ү

• М ндай згерістерді ұ ө ң н тижесінде онтогенезді ә ң алыпты а ыны згереді. қ ғ ө • Гендік де гейдегі реттелуді б затын ң ұ мутациялар а уызды т зілуін қ ң ү то татады немесе згертеді, ол қ ө ры а, эмбрион а, жатырда ы ұ ққ ғ ғ бала а атерлер ту ызады. ғ қ ғ

Транскрипция де гейің н дегі реттеу Б л де гей ұ ң э укариоттар гендері экспрессиясы реттелуіндегі негізгі де гей. Транскрипцияны эукариоттарда ы ң ң ғ реттелуі регулятор гендерді атысуымен ана ң қ ғ емес, хроматинні ң конденсациясы-деконденсациясы ар ылы да қ ж руі м мкін. ү ү Генетикалы материал активтелінгенде қ хроматин деконденсацияланады. Эухроматин т гел транскрипцияланбайды. детте, ү Ә с т оректілер геномыны бес пайыздан кемі ү қ ң транскрипцияланады. Сонды тан, қ транскрипцияны ба ылауды (реттеуді ) қ ң ң инициация, элонгация, терминация сатыларында бас а да жолдары бар. қ

Гендерді осылуы мен шірілуіне , ң қ ө оларды конденсациялануы мен ң деконденсациялануына гендерді ң орналасуын згертетін хромосомды ө қ айта рылымдар сер етеді. қ құ ә Транскрипцияны реттеуді жеке ң т рі ретінде гормондармен реттелуін ү алу а болады, б л кезде гендер ғ ұ сырт ы стимул а жауап ретінде іске қ ғ осылады. қ

Процессинг де гейіндегі реттелуң • Б л де гейде ж ретін альтернативті ұ ң ү сплайсинг феномені экзондарды осып-тігу реті рт рлі болуыны қ ә ү ң н тижесі. Бір гендегі нуклеотидтерді ә ң атарынан бірдей амин ыш ылдарынан қ қ қ т ратын рт рлі а уыздар алынады. ұ ә ү қ Осылайша, эукариоттарды рт рлі ң ә ү тіршілік кезе дерінде генетикалы ң қ материалды экономды олдану принципі қ бай алады. қ

Посттранскрипциялы (а-РН қ Қ тасымалдау) де гей: ң • Пре- м. РН жартысына жуы ы Қ ғ ядродан шы пай т рып ыдырайды. қ ұ М мкін, а-РН -ына пісіп жетіле ү Қ алмайтын транскрипттер жойылады. • Генні интрондарын олдан алып ң қ тастап, ядро а енгізсе, оны ғ ң транскрипттері цитоплазма а ғ шы пай, ядрода алатыны қ қ аны талды. қ

Трансляция де гейіндегі ң реттеу: Рибосомада ж ретін трансляция а арнайы м. РН ү ғ Қ с рыптап алу. Трансляция кезінде ұ т. РН -синтетазаны та дамалы белсенділігі ж не Қ ң ң ә гормондармен реттеу сері бай ал ан. ә қ ғ Трансляция де гейіндегі реттелуді б зылуына ң ң ұ м-РН молекуласында мутация серінен Қ ә ма насыз кодонны пайда болуы, о ан йлесімді ғ ң ғ ү т-РН болмауы немесе т-РН Қ Қ концентрациясыны аз болуы келеді. М ндай ң ә ұ жа дайда полипептидтік тізбекті синтезделуі ғ ң то тайды немесе т зілу жылдамды ы қ ү ғ т мендейді. ө

Посттрансляциялы де гейдегі қ ң реттелу: • Б л кезе де полипептидтік тізбектен рылым ұ ң құ де гейі жо ары, белсенді ызмет ат аратын ң ғ қ қ а уыздар алыптасады. Т ым уалайтын қ қ ұқ қ а парат толы ымен іске асырылады. қ ғ • Екінші, шінші ж не т ртінші рылымда ы ү ә ө құ ғ а уыздар пайда болады. Посттрансляциялы қ қ модификация а к птеген ферменттер ж не ғ ө ә синездеу процесіні а ыр ы німдері – ң қ ғ ө эффекторлар атысады, оларды жетіспеуі қ ң немесе м лдем болмауы реттелуді б зады. ү ұ

Гендер экспрессиясы реттелуіні ң медицинада ы ма ызы: ғ ң Анасы мен жатырда ы баласы арасында ы ғ ғ гормондар ж не иммунды атынасты ма ызы ә қ қ ң ң зор. Екі абат йелдегі гормон ж не иммунды қ ә ә қ згерістер жатырда ы баланы ж йке, иммунды ө ғ ң ү қ ж не эндокриндік ж йелеріні алыптасуына, ә ү ң қ дамуына реттеуші ж йелеріне сер етеді. Т рлі ү ә ү туа біткен а аулар мен кемтарлы тар а келеді. қ қ ғ ә Мысалы, диабеттік эмбриопатия, анасы мен жатырда ы бала арасында ы АВО- ж йесі ғ ғ ү бойынша ж не ә Rh — фактор бойынша конфликт.

ортынды а идалар: Қ қ ғ • Реттеуші а уызды синтезделуіне жауап қ ң беретін-ген-регуляторлар геномны гендер ң активтілігін реттейтін ма ызды факторына ң жатады. • Гендер экспрессиясын реттеуді екі т рі белгілі: ң ү негативті- ген-регуляторды репрессор – ң а уызын синтездеуі ар ылы; позитивті- қ қ апоиндукторлар-активаторлар к мегімен іске ө асырылады. • Гендер экспрессиясын ретеуге генетикалы емес қ факторлар-эффекторлар да атысады: қ индукторлар ж не корепрессорлар. ә

• Прокариоттарда гендер экспрессиясын реттеу оперонды модель бойынша қ ж реді(Ф. Жакоб ж не Ж. Моно, 1961 ). ү ә Бір биохимиялы тізбектес реакция а қ ғ атысатын ферменттер полицистронды қ т рде синтезделеді. ү • Эукариоттар гендер і экспрессиясыны ң реттелуі те к рделі, к п де гейлі ө ү ө ң болады: гендік, транскрипциялы , қ посттранскрипциялы , трансляциялы , қ қ поосттрансляциялы. Транскриптондар қ моноцистронды.

Ба ылау с ра тары: қ ұ қ • Триптофан опероныны ң сызба-н с асын т сіндірі із. ұ қ ү ң • Лактозалы оперон ж мысыны қ ұ ң айырмашылы ы. ғ