Генетический триггер Жакоба-Моно Системы с взаимным ингибированием
2017-1.2.pptx
- Размер: 2.5 Мб
- Автор: Елена Паршина
- Количество слайдов: 20
Описание презентации Генетический триггер Жакоба-Моно Системы с взаимным ингибированием по слайдам
Генетический триггер Жакоба-Моно Системы с взаимным ингибированием
Ген 1 Г е н 2 Ген 1 Ген 2 – –Генетический триггер Взаимное ингибирование двух генов Max Delbrück (1906— 1981) Два стабильных состояния: активен ген 1 или активен ген 2 Промежуточные нестабильны
François Jacob (1920— 2013) Jacques Monod (1910— 1976) Ген 1 Ген 2 – –Генетический триггер Взаимное ингибирование двух генов Дмитрий Сергеевич Чернавский (1926— 2016)
Работа одного гена Регуляторный ген Reg репрессор оперон O 1 свободен O 2 (+РНК-полимераза) идет транскрипция. O 3 (+репрессор) неактивен РНК полимераза м. РНК Белок = фермент S PE Реакция типа Михаэлиса-Ментен оперон ген
Схема взаимного ингибирования двух генов Ген Белок = фермент Продукт Субстрат Корепрессор Белок = репрессор Регуляторный ген
Работа одного гена Регуляторный ген Reg репрессор оперон O 1 свободен O 2 (+РНК-полимераза) идет транскрипция. O 3 (+репрессор) неактивен РНК полимераза I – м. РНК E – Белок = фермент S PEДинамика состояний оперона. Синтез м. РНК. Реакция Михаэлиса-Ментен Ферментативный синтез. Результат: динамика концентрации продукта. )( , 1 , )(1 , 11 1333 2 0122 3312 0121 12 0 Orf. Oa dtd. O Oa. Orf. OOa dtd. O IO dtd. I . 1 )( , , 11 1 2 2 Ir. Q dt d. I q. P SK Sk E dt d. P EI dt d. E S E q. P Rkaaa aa SK Sk dt d. P m ES
Схема взаимного ингибирования двух генов Взаимная репрессия генов. Динамика концентрации продукта одного гена Динамика концентраций обоих продуктов Параметрыq. P Rkaaa aa SK Sk dt d. P m ES 03320 32212 . , 22 12 22 11 21 11 Pq PB A dt d. P m m . , )( 0 3320 0 21322 k aaa B SK Saak A ES 2112, RPPR
Значение параметров S PE k +2 – активность фермента Фермент E – белок гена 1 a 2 – сродство РНК полимеразы к гену a 3 – скорость дерепрессии гена 1 – время жизни м. РНК 2 – время жизни фермента 0 – время СИНТЕЗА м. РНК E – время СИНТЕЗА фермента A – «общая интенсивность метаболизма» . , 22 12 22 11 21 11 Pq PB A dt d. P m m ES aa SK Sk A 0 21322 )(
Фазовый портрет A 2 Для дифференцировки необходимо повышение общей интенсивности метаболизма
Вегето-анимальные градиенты по Н 3 лейцину – интенсивность синтеза белка
Вегето-анимальные градиенты по Н 3 акриламиду – уровень АФК
Вегето-Анимальный градиент по лейцину Вегето-Анимальный градиент по акрил-амиду Вариабельность по лейцину (δ/М)
Гаструляция у амфибий Карта презумптивных зачатков Эктодерма 1 – покровная 2 – нейральная Мезодерма 3 – хорда 4 – сомиты 5 – вентральная 6 – Энтодерма 7 – бластоцель 8 – дорсальное впячивание 9 – гастроцель 10 – дорсальная губа бластопора 11 – желточная пробка 12 – полость вторичной кишки 13 – нервные валики
Эктодерма Н – нейральный зачаток Мезодерма Х – хорда С – сомиты Гаструляция у амфибий Вариабельность презумптивных зачатков
Дмитрий Сергеевич Чернавский (1926— 2016)Генетический триггер Взаимное ингибирование двух генов Одно устойчивое состояние Два возможных устойчивы х состояния. Бифуркаци я Область вариабель ности
Морфологическая вариабельность в ходе гаструляции CV – коэффициент вариации признака M – среднее значение признака Высота ДГ Хорда, стяги- вающая ДГ Угол при ДГ
Компетенция – способность клетки (ткани) развиваться в нескольких направлениях Бифуркация – появление новых состояний в потен- циальном рельефе системы. Словарь « биология — математика » Параллели в ключевых понятиях Бифуркаци я. Одно устойчивое состояние Неустойчивое состояние Два новых устойчивых состояния Детерминация – определение судьбы клетки (ткани) Переход в бассейн притяжения одного из новых состояний Дифференцировка – реализация генетической про-граммы, определяющей специфический фенотип клетки Достижение нового устойчивого состояния
Самоорганизация в развитии эмбриона Усложнение через бифуркации Бифуркаци я. Одно устойчивое состояние Неустойчивое состояние Два новых устойчивых состояния Условие – обратные связи Activator Inhibitor + + – Одно устойчивое состояние Два устойчивы х состояния. Бифуркация – область вариабельности