Регуляция экспрессии генов

1. РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ

Функционально - генетическая
классификация генов. Общие принципы
контроля генной активности генетическими
и негенетическими факторами.
Особенности организации и экспрессии
генетической информации у прокариот и
эукариот
Регуляция экспрессии генов прокариот.
Регуляция экспрессии генов эукариот

3.

СТРУКТУРНЫЕ ГЕНЫ
несут информацию о расположении
аминокислот в молекуле белка
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГЕНЫ
Регулирующие работу
структурных генов
Гены модуляторы
усиливающие или ослабляющие работу
структурных генов

4. РЕГУЛЯТОРНЫЕ ГЕНЫ

Ген промотор + ген инициатор
- Указывают место начала
транскрипции
Ген оператор – включает или
выключает транскрипцию со
структурных генов

5.

Ген терминаторконтролирует окончание
транскрипции
Ген регулятор – он отвечает
за синтез особых
регуляторных белков

6.

Эффекторы – низкомолекулярные вещества
небелковой природы, взаимодействующие с
белками-регуляторами и изменяющие их
способность связывания с операторами
Коактиваторы (индукторы)
Активируют
белки
индукторы
Блокируют
белки
репрессоры
Корепрессоры
Активируют
белки
репрессоры
Блокируют
белки
индукторы

7. РЕГУЛЯТОРНЫЕ БЕЛКИ

Активатор
Репрессор
Вещества небелковой природы
Эффекторы
Индукторы
Корепрессоры

8. Репрессия Индукция

Два основных виды регуляции:
Репрессия
Индукция

9. Негативный контроль Транскрипция не разрешается. Оператор располагается за промотором.

Индукция
Репрессия
регуляторный белок в
присутствии индуктора
(субстрата) не
прикрепляется к
оператору, не
обеспечивая
транскрипцию.
эффектор придаёт
регуляторному белку
(репрессору) способность
прикрепляться к
оператору, предотвращая
транскрипцию.
R
P
O
S1
S2
S3
T

10. Позитивный контроль Транскрипция разрешается. Ген-оператор располагается перед промотором.

Индукция
Репрессия
белок-регулятор активирует
считывание структурных
генов.
регуляторный белок
инактивируется
эффектором.
R
O
P
S1
S2
S3
T

11.

1961 г. французские ученые
Ф.Жакоб и Ж.Моно открыли
цистронную организацию
гена прокариот

12. Теория оперона (Жакоб, Моно, 1961) регуляция ББ осуществляется на уровне скорости синтеза мРНК

А.М. Львов, Ж. Моно, Ф. Жакоб

13. Прокариоты

Непрерывный ген – цистрон
ДНК:ТАА-ЦАГ-АГГ-АЦТ-ААГ-ААЦмРНК: АУУ-ГУЦ-УЦЦ-УГА-УУЦ-УУГ
Полипептид: тир-арг–про-мет- лей–вал

14. Эукариоты

Мозаичный ген
ДНК(ЭКЗОН)
ДНК (ИНТРОН) ЭКЗОН
ДНК: -ААА-ААЦ-ЦАТ-ААТ-ТЦА-ТТГ-ААГ-ТААПЕРВИЧНЫЙ
ТРАНСКРИПТ -УУУ-УУГ-ГУА-УУА-АГУ-ААЦ-УУЦ-АУУ(ЯДЕРНАЯ РНК)
СПЛАЙСИНГ
S-РНК
-УУУ - УУГ-ГУА- УУЦ- АУУ-
(Зрелая РНК)
Полипептид
фен - вал - асп
- лей
- тир

15. РНК-полимеразы , ведущие процесс транскрипции у эукариот

РНК-полимераза –l в
ядрышке, отвечает за
транскрипцию генов рРНК
РНК полимераза – ll-синтез
мРНК
РНК –полимераза- III-синтез
малых рРНК и т РНК

16. Процессинг ( созревание матричной РНК) Сплайсинг –соединение ( сшивание) кодирующих участков

17. МЕХАНИЗМ СПЛАЙСИНГА

18.

Типичный вариант сплайсинга:
1-2-3-4-5
Альтернативный вариант
сплайсинга
2-4-5-3-1; 1-4-3-2-5 и тд.

19. РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ У ПРОКАРИОТ

1961 г. Ф. Жакоб и Ж.Моно –
оперонная модель
Оперон – это блок тесно
связанных структурных и
функциональных генов

20. Схема регуляции транскрипции у прокариот «Оперон» не работает»

Оперон
Генрегулятор
ГенПромотор
Инициатор оператор
Структурные гены Терминатор
Белокрепрессор
и-РНК
РНКполимераза
Белок
репрессор

21. Схема регуляции транскрипции у прокариот Оперон «работает»

Оперон
Генрегулятор
ГенПромотор
Инициатор оператор
Структурные гены Терминатор
и-РНК
и-РНК
РНКполимераза
Белок
Индуктор
репрессор
Белки-ферменты
Белокрепрессор

22. РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ У ЭУКАРИОТ

Блок нуклеотидов ТАТА
Энхансер –усилитель
Регуляция на уровне транскрипции
Регуляция на уровне трансляции
Посттрансляционный контроль

23. Регуляция на уровне транскрипции

Разная скорость
Действие гормонов
Гормон тестостерон
Синдром Мориса