Регуляция генной активности в ДНК. Транскрипция и регуляция генной активности.

Геном эукариот - это сложно организованная система, в которой чередуются кодирующие и не кодирующие нуклеотидные последовательности ДНК. Главную функцию— передачу наследственных признаков от одного поколения к следующему выполняют кодирующие участки генов — экзоны. Число генов у различных видов пока еще точно не определено. У человека по последним оценкам оно равно примерно 35 000. Последовательности генов, кодирующих белки, составляют всего 3% от суммарной ДНК генома.

К некодирующим последовательностям относятся нитроны, регуляторные участки в 5'- и 3'-концах генов, эихансеры (усилители транскрипции) и сайленсеры (участки, ослабляющие транскрипцию). Кроме того, некодирующими являются различные варианты повторов в сателлитной ДНК, расположенные в прицентромерных и теломерных районах хромосом. Согласованное действие всех перечисленных элементов генома, определение времени активации/репрессии генов на разных этапах онтогенеза, участие регуляторных последовательностей в определении активности не только конкретного гена, но и других генов - все это предполагает сложную систему регуляции экспрессии генетического материала.

Существуют различные варианты контроля генной активности. Так, постоянным уровнем экспрессии генов обеспечивается конститутивный синтез белка у прокариот и эукариот. В случае другого - индуцибельного варианта, белок синтезируется по мере необходимости за счет механизма индукции/репрессии транскрипции соответствующих генов. Для осуществления регуляторных функций в клетке используются специальные регуляторные белки, кодируемые генами, которые также называются регуляторными.

регуляция генной активности ДНК

Транскрипция - передача генетической информации с ДНК на РНК -достаточно подробно описана в различных учебниках биохимии. Остановимся только на основных особенностях этого процесса, осуществляемого с помощью ферментов и белковых факторов.

Ферменты и белковые факторы транскрипции. Ключевой фермент транскрипции -РНК-полимераза. У прокариот она состоит из пяти субъединиц, одна из которых (субъединица) предназначена для инициации транскрипции, а другие - для ее элонгации. У эукариот обнаружено три РНК-полимеразы, их локализация в клетке и функции различны. РНК-полимераза 1 выявляется в ядрышке и ответственна за транскрипцию рРНК, РНК-полимераза II находится в нуклеоплазме и обеспечивает 20-40% клеточной активности.

Она ответственна за синтез гетерогенной ядерной РНК(гяРНК)- предшественника мРНК. РНК-полимераза III локализована в нуклеоплазме и осуществляет синтез малых ядерных РНК, тРНК и 5SPHК. Однако многие малые РНК транскрибируются РНК-полимеразой II. За раскручивание ДНК на участке, подлежащим транскрибированию, а также спирализацию ДНК после окончания синтеза РНК и отсоединение транскрипта от ДНК отвечают ДНК-топоизоме-разы. В процессе аутосплайсинга задействованы рибозимы РНК с ферментоподобной активностью.

У бактерий РНК-полимераза связывается непосредственное промотором, а у эукариот для этого необходимо присутствие дополнительных белков. Белки, которые помогают РНК-полимеразе узнать промотор, называют факторами транскрипции (TF - от англ. transcription factor), В отличие ото-фактора они могут присоединяться к ДНК независимо. Например, белок ТВР связывается с ТАТА-боксом промотора, NF-EI-эритроид-специфический фактор; TF-II-факторы образуют базальный транскрипционный комплекс с РНК-полимеразой II,ТР-III - с РНК-полимеразой III.

- Читать далее "Этапы транскрипции. Особенности транскрипции."

Оглавление темы "Рекомбинация и транскрипция ДНК.":
1. Атаксия-телеангиэктазия или синдром Луи-Бар. Синдром Блума.
2. Синдром Хатчинсона-Гилфорда или прогерия детей. Синдром Вернера.
3. Комбинативная изменчивость. Генетическая рекомбинация.
4. Модель Холлидея. Структура Холлидея.
5. Модель Мезельсона-Реддинга. Модель Жостака в генетике.
6. Генная конверсия. Механизмы генной конверсии.
7. Сайт специфическая рекомбинация. Особенности сайт специфической рекомбинации.
8. Незаконная рекомбинация в генетике. Методика незаконной рекомбинации.
9. Регуляция генной активности в ДНК. Транскрипция и регуляция генной активности.
10. Этапы транскрипции. Особенности транскрипции.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: