2. 2. 3. Экспрессия генов Экпрессия

2. 2. 3. Экспрессия генов

Экпрессия генов ДНКДНК м. РНК Белок р. РНК т. РНК

TT PP +1 +1 18 S 5, 8 S 28 S Транскрипция Процессинг 18 S 5, 8 S 28 SДНКДНК Про-р. РНК Этапы экспрессии генов I класса Образование RNP 40 S ии 60 S 18 S + 33 белка = 40 S 28 S + 5, 8 S + 5 S 5 S + 49 белка = 60 S

TT PP Транскрипция Перенос RNPRNP в цитоплазму. Этапы экспрессии генов II класса EE EE II II II ДНКДНК Про-м. РНК Процессинг м. РНК 7 Me Gppp AA AAAA AAA. . Трансляция Конформация белка 7 Me Gppp AA AAAA AAA. . Белок

Транскрипция Перенос т. РНК в цитоплазму. Этапы экспрессии генов III класса (т. РНК) Процессинг т. РНКAA TT ДНКДНК BB+1+1 т. РНК Образование аминоацил-т. РНКАминоацил-т. РНКПро-т. РНК

Транскрипция. . Процессинг РНК у эукариот

Транскрипция – это молекулярный процесс копирования генетической информации с ДНК на РНК. 55 ’-’- ATTGCATGATTACCATGTA -3’ Кодогенная цепь (( нетранскрибируема яя )) 3’-TAACGTACTAATGGTACAT-5’ Некодогенная (( транскрибируемая )) 55 ’-’- AUUGCAUGAUUACCAUGUA -3’-3’ ARNARNТранскрипция ( РНК-полимераза ) *** Принципы транскрипции : : ! ! Матричный синтез ! ! Комплементарный принцип ! ! Антипаралельный процесс ! ! Однонаправленная реакция

Аппарат транскрипции I. Последовательности ДНК a) кодифицирующие a) транскрибируемые a) транслируемые b) регуляторные b) нетранскрибируемые b) нетранслируемые c) модуляторные II. Ферменты РНК-полимераза I Mg ++ , Ca ++ РНК-полимераза III Mn ++ III. Единицы полимеризации ATP, GTP, CTP, UTP IV. Факторы транскрипции : a) ОБЩИЕ для определенного класса генов гены кл. III UBF TF II D (TBP) TF III A SL 1 TF II A TF III C TF II B TF IIIB TF II F; E; H b) СПЕЦИФИЧЕСКИЕ транскрибируемого гена

Этапы Ответственные факторы Продукт Место реализации Транскрипция ДНК РНК-полимераза II + TF II D, A, B. . Пре-м. РНК Ядро Процессинг м. РНК a) CAP- ирование b) b) Полиаденилирование c) Splicing Гуанилат-трансфераза Эндонуклеаза Поли A-A- синтетаза Сплайсеосома U 1 -6 м. РНК Ядро Транспорт м. РНК Трансферные белки Медиаторы – – лиганд (( поли A) + рецептор (( прпр. . порпор )) RNP (( инфоросома )) ЯЯ ЦЦ Трансляция м. РНК – – генетический кодкод т. РНК Рибосомы Полипептид Цитоплазма Созревание белка Трансферазы Капероны Биологически активный белок Цитоплазма Этапы экспрессии структурных генов (II(II -го класса ) ) у эукариот

ТРАНСКРИПЦИЯ СТРУКТУРНЫХ ГЕНОВ (II(II -го класса ) ) У ЭУКАРИОТ 1. 1. Инициация — — образование комплекса инициации транскрипции — — идентификация +1 +1 и направления транскрипции — — образование открытого комплекса — — идентификация матрицы (( некодогенная цепь )) 2. 2. Элонгация — — скольжение РНК-полимеразы IIII по матрице ДНК в направлении 33 ’-5’ — — синтез РНК в направлении 5’- 33 ’’ 3. 3. Терминация — — узнавание участка терминатора — — замедление РНК-полимеразы — — диссоциация комплекса РНК-полимераза – – ДНКДНК — — РНКРНК

-10 -20 -30 -40 +1 +10 +20 +30 TAFs TFIID TFIIA TFIIB ARN- Polimeraza II TFIIF TFIIEИнициация транскрипции генов класа IIII

Терминация транскрипции

TT CAPCAP -are. Процессинг м. РНК у эукариот EE EE II II II pro. ARNm Poliadenilare 7 Me Gppp AAAAAAAA. . ARNm 7 Me Gppp AAAAAAAA. . Splicing

CAP- ирование м. РНК * * Приссоеденение GTP metilat ( 7 Me GTP), с помощью гуанилат-трансферазы за счет 55 ’ppp 5’ связей CAP: * * Стабилизирует 55 ’’ конец м. РНК * * Представляет сайт узнавания м. РНК для рибосом

Полиаденилирование

Сплайсинг

Типы сплайсинга Конститутивный – все интроны удаляются, а экзоны сшиваются в той же последовательности. Альтернативный – – интроны удаляются, а экзоны соединяются выборочно. Транс-сплайсинг – – из нескольких пре-м. РНК образуется одна зрелая м. РНК (у трепаносом, нематод).

Типы сплайсинга м. РНК

Электронограмма процесса транскрипции генов класса I I в ядрышке

PP OO 11 22 33 TT 5’ 5’ 3’ 3’Промотор Оператор Терминатор Структурные гены PP OO 11 22 33 TT 5’ 5’ 3’ 3’ Репрессор. РНК-полимераза PP OO 11 22 33 TT 5’ 5’ 3’ 3’ Индуктор. Строение оперона (транскриационной единицы у прокариот)

Трансляция

Трансляция – это молекулярный процесс расшифровки полинуклеотидной последовательности м. РНК и синтеза полипептидных цепей при помощи рибосом и т. РНК 5 ’ -AUGCAAUUUGCAACGUGAAUU-3 ’ м. РНК Met — Gln — Phe — Ala — Thr Полипептид Трансляция ( т. РНК )

Принципы трансляции • Расшифровка генетического кода в направлении 5 ’ – 3’ • AUG – кодон инициации • UAG или UGA или UAA – кодоны STOP • Осуществляется т. РНК по принципу комплементарности • Синтез полипептида в направлении NH 2 – COOH • Происходит в рибосомах

Аппарат трансляции : : м. РНК – матрица для синтеза полипептида т. РНК – перевод генетического кода и транспорт аминокислот Рибосомы – место трансляции Аминокислоты – мономеры синтеза Аминоацил-т. РНК-синтетазы – активаторы т. РНК Белковые факторы трансляции ATP, GTP – источник энергии Mg ++ , Ca ++ — кофакторы ферментов

Матричная РНК CAP Лидерная последовательность Транслируемая последовательность Нетранслируемая последовательность 3 ’ Участок Poli(A)

G 5 ’ ppp 5 ’ AU C CA AUGUUGCAACGU UGA AUUCGAAAA AA -3 ’ Трансляция (т. РНК) Met – Leu – – Gln – Arg полипептид Met Leu Gln Arg. UAC AAC GUU GCA 1 2 3 4 STOP

т. РНК

Рибосомы

Аминокислота Пептидная связь

Активация т. РНК + аминокислота Аминоацил — т. РНК — синтетаза Аминоацил-т. РНК

Этапы трансляции Инициация : образование комплекса инициации т. РНК Met + м. РНК +40 S+60 S Элонгация : удлинение полипептида Терминация : кодон STOP + диссоциация аппарата трансляции

Процессинг (созревание) белка 1. Конформация – приобретение функциональной конфигурации 2. Объединение полипептидов и образование четвертичной структуры3. Качественные изменения полипептида : — обратимые ( ацетелирование , фосфорилирование ); — постоянные ( гликозилирование , добавление липидов , расщепление) 4. Взаимодествие с кофакторами (Fe ++ , Zn ++. . . )

Вопросы ? !