Лекция 9 Регуляция активности генов Регуляция активности

Лекция 9. Регуляция активности генов.

Регуляция активности генов (прокариоты) мало регуляторных последовательнотей n опероновая организация Оперон - группа функционально связанных между собой генов, детерминирующих синтез белков-ферментов, относящихся к последовательным этапам какого-либо биохимического процесса Ф. Жакоб, Ж. Моно, А. Львов, 1961 г. n

Лактозный оперон E. coli +1 i P O Z Y A T lac. I – регуляторный ген P – промотор O – оператор lac. Z – ген - галактозидазы lac. Y – ген галактозидпермеазы lac. A – ген тиогалактозидтрансацетилазы T – терминатор

n n лактоза – индуктор, оперон – индуцибельный, катаболитный необходимость активации Lac-оперона (позитивный контроль) САР-белок (catabolit-activating protein) + с. АМР аденилатциклаза (ATP → c. AMP), ее активность ингибирует глюкоза

Триптофановый оперон E. coli +1 i n n P O At E D C B A T E, D, C, B, A – гены ферментов синтеза триптофана At - аттенюатор биосинтезирующий оперон репрессия конечным продуктом, триптофан корепрессор

n n n стрептолидигин – блокирует элонгацию транскрипции актиномицин D – противоопухолевый препарат, антибитотик, угнетает вирусы (в т. ч. у эукариот) рифампицин – блокирует инициацию транскрипции

Регуляция активности генов (эукариоты) n ь ь ь Осуществляется на разных уровнях: транскрипция процессинг РНК транспортировка РНК в цитоплазму отбор м. РНК для трансляции фолдинг

Регуляция активности генов (эукариоты) Регуляторные элементы транс универсальные ТАТА-бокс, СААТ-бокс и др. цис белковые факторы специфические энхансеры сайленсеры (активаторы и репрессоры)

Факторы транскрипции n n • • • обычно имеют два функциональных домена: ДНК -связывающий (связывается с последовательностью ДНК) и трансактивирующий (взаимодействует с белками) три основных типа ДНК-связывающих доменов спираль-виток-спираль (есть и у прокариот) цинковый палец лейциновая молния

Энхансер n n это последовательность нуклеотидов, содержащая сайты связывания активаторов транскрипции, в т. ч. с факторами транскрипции способен осуществлять регуляторное действие на промотор на больших расстояниях от него (более 60 т. п. н. ) независим от ориентации по отношению к промоторам и от расположения относительно регулируемого гена инсулятор

Сайленсер n n последовательность ДНК, с которой связываются белки-репрессоры (факторы транскрипции), что приводит к понижению или к полной супрессии синтеза РНК. может находиться на расстоянии до 2500 пар нуклеотидов от промотора.

Регуляция с участием стероидных гормонов n n половые гормоны, гормоны надпочечников, витамин D гормон-респонсивные элементы (HRE), действуют аналогично энхансерам и сайленсерам, могут быть в составе энхансера и промотора

Метилирование метилирование по остаткам С приводит к изменению структуры хроматина и тормозит транскрипцию Ацетилирование гистонов приводит к разрыхлению хроматина и активации генов; «нуклеосомный код»

РНК-интерференция Э. Файр, К. Меллоу, 2006 Нобелевская премия микро. РНК, si. РНК (small interfering) Механизм подавления экспрессии генов с помощью этих РНК - РНК интерференция (РНК-сайленсинг) Два основных механизма действия: ь указание на деградацию РНК-мишеней ь участие в модификации гистонов и метилировании ДНК (что приводит к образованию гетерохроматина) Подавление экспрессии вирусного генетического материала и генов мобильных генетических элементов

РНК-интерференция Возможный способ борьбы со СПИДом и онкозаболеваниями RISC (RNA-induced silencing complex) или si. RNP (small interfering ribonucleoprotein particle) комплекс, осуществляющий деградацию м. РНК, содержит si. RNA , образованные в результате активности DISER (? ). DISER – РНКаза, разрезает дц. РНК на микро. РНК. 21 -23 п. н. хеликаза, нуклеаза