Молекулярная биология и генная инженерия Лекция 7 Геномы

Молекулярная биология и генная инженерия Лекция 7. Геномы прокариот и эукариот. Контроль экспрессии генов 1

Содержание лекции 7: Введение 7. 1. Геномы прокариот и эукариот 7. 2. Основные элементы геномов прокариот и эукариот 7. 3. Тонкая структура генов и регуляция их экспрессии 7. 4. Оперонная организация геномов у прокариот: лактозный и триптофановый опероны E. coli 7. 5. Организация геномов у эукариот: экспрессия генов у эукариот 7. 6. Терминаторы 7. 7. Общие сведения о мозаичной структуре генов эукариот 7. 8. Расположение генов в хромосоме 7. 9. Генные сети у эукариот Заключение 2

Введение Декларируется возникновение новых наук: геномика, протеомика 3

7. 1. Геномы прокариот и эукариот • Общие сведения о геномах прокариот и эукариот 4

Сравнение прокариотических и эукариотических организмов (по Альбертс Б. и др. , 1994) 5

1. Размер некоторых эукариотических геномов (по М. Сингер и П. Берг, 1998) 6

2. Размер некоторых эукариотических геномов (по М. Сингер и П. Берг, 1998) 7

Данные о количестве генов 8

Набор последовательностей в геноме высших эукариот 9

7. 2. Основные элементы геномов прокариот и эукариот • Прокариоты: нуклеосома • Эукариоты: хромосомы мобильные элементы плазмида вирусная ДНК мобильные элементы митохондриальная ДНК пластид вирусная ДНК 10

Классификация мобильных элементов 11

7. 3. Тонкая структура генов и регуляция их экспрессии 12

Структура генов у прокариот и эукариот 13

Начало транскрипции у прокариот (Lewin, 2000) 14

Промоторы прокариот и эукариот 15

7. 4. Оперонная организация геномов у прокариот: лактозный и триптофановый опероны E. coli • Лактозный оперон E. coli 16

• Реакция гидролиза лактозы и образования аллолактозы 17

Структура и продукты lac-оперона 18

Функционирование лактозного оперона у E. coli 19

Схема включения lac-оперона с участием индуктора 20

Регуляция lac-оперона 21

Нуклеотидная последовательность lacоператора 22

Механизм репрессии и активации lac-оперона 23

• Триптофановый оперон (trp-оперон) 24

Биосинтез триптофана 25

Транскрипция trp-оперона 26

27

7. 5. Организация геномов у эукариот: экспрессия генов у эукариот 28

29

Организация регуляторной части гена, транскрибируемого РНКполимеразой II [Lewin, 2000] 30

Регуляция транскрипции у эукариотов 31

Элементы транскриционного комплекса 32

Контролирующие элементы генов 33

Исследование регуляторной зоны гена с помощью гена-репортера 34

35

Взаимодействие энхансера с соседними промоторами 36

Ограничение взаимодействия энхансера с дальними промоторами 37

7. 6. Терминаторы 38

При ρ - независимой терминации в терминаторе присутствует палиндром. В синтезируемой РНК формируется шпилька. Шпилька меняет конформацию РНКполимеразы и фермент теряет сродство к ДНК. ρ- фактор - это имеющий четвертичную структуру белок, обладающий АТФ-азной активностью. Он способен узнавать 5`-конец синтезируемой РНК длиной приблизительно 50 нуклеотидов, садиться на него и двигаться по РНК с такой же скоростью, с которой РНК-полимераза движется по ДНК. В терминаторе много Г-Ц пар (с тремя водородными связями), вследствие чего РНК-полимераза замедляет ход, - фактор ее догоняет, изменяет конформацию фермента - и синтез РНК прекращается. 39