Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Регуляция работы генов у эукариот.

Схема регуляции транскрипции у эукариот разработана Г.П. Георгиевым (1972). Принцип регуляции (обратная связь) сохраняется, но механизмы ее по сравнению со схемой регуляции у прокариот более сложны. Единица транскрипции у эукариот называется транскриптоном. Он состоит из неинформативной и информативной зон. Деинформативная (акцепторная) зона начинается промотором с инициаторов транскрипции. Далее следуют группа генов-операторов, за которыми расположена информативная зона. Информативная зона образована, как правило, одним структурным геном, в конце которого расположен терминатор транскрипций.

Структурные гены эукариот имеют вставки из неинформативных, "молчащих", участков ДНК - интронов. Информативные участки структурных генов называются экзонами. Один структурный ген может содержать десятки экзонов и интронов.

Работу транскриптона регулируют несколько генов-регул-торов, дающих информацию для синтеза такого же количества белков-репрессоров. Индукторами в клетках эукариот являются сложные молекулы (например, гормоны). Когда индукторы освобождают гены-операторы от белков-репрессоров, РНК-поли-мераза разрывает водородные связи между двумя цепочками ДНК транскриптона, начиная с инициатора транскрипции. По правилу комплементарности на кодирующей цепочке сначала синтезируется большая молекула проинформационной РНК (про-и-РНК), списывающая информацию (порядок нуклеотидов) как с информативной, так и с неинформативной зоны. В дальнейшем в ядре клетки происходит процессинг – ферментативное разрушение неинформативной части РНК и расщепление ферментами рестриктазами информативной части на фрагменты, соответствующие экзонам. Молекулы и-РНК формируются посредством сплайсинга (сплавления) отдельных информативных фрагментов ферментами лигазами. Этот процесс называется созреванием. В начале зрелой и-РНК имеется кодон-инициатор, а в конце – кодон-терминатор трансляции. В каждый определенный момент сплавляться могут фрагменты и-РНК, соответствующие разным экзонам структурного гена. Благодаря этому один структурный ген может детерминировать синтез нескольких разных белков, т. е. он является полицистронным, а зрелая и-РНК - моноцистронная (определяет синтез конкретного полипептида). Далее зрелая и-РНК выходит из ядра и поступает в рибосомы, где и происходит синтез соответствующих белков-ферментов, расщепляющих индуктор. Включение и выключение транскриптона осуществляется принципиально так же, как и оперона (рис. 8).

Рис. 8. Схема регуляции транскрипции у эукариот

 

Таким образом, у эукариот синтез и-РНК и ее трансляция происходят независимо друг от друга в разное время в различных частях клетки: сначала транскрипция и созревание в ядре, а затем трансляция в рибосомах цитоплазмы.

В геноме эукариот встречаются уникальные последовательности нуклеотидов (одна в геноме), составляющие от 15 до 98% всего генома (у человека – 56%). Уникальные последовательности входят в состав структурных генов (несут информацию о структуре полипептидов), причем более половины из них — неактивные (в клетках разных тканей "работают" различные блоки генов).

Наличие неинформативных участков (интронов) в генах эукариот ~ универсальное явление. Считается, что интроны содержат запасную информацию, обеспечивающую изменчивость. В гено-мах эукариот также содержатся последовательности нуклеотидов, которые многократно повторяются (десятки, сотни и даже миллионы раз). Повторяющиеся последовательности нуклеотидов выполняют разнообразные функции: являются промоторами, инициаторами, терминаторами, регулируют репликацию молекул ДНК, участвуют в кроссинговере и т. д.

В геномах эукариот содержатся также повторяющиеся последовательности нуклеотидов с непостоянной локализацией (способны передвигаться вдоль молекулы ДНК) – т р а н с п о-

з о н ы, которые могут изменять активность структурных генов, расположенных рядом.

Жизнедеятельность организма обусловлена в основном функциональной активностью уникальных генов, которая в свою очередь зависит от состояния внутренней среды организма (например, от гормонального фона) и условий окружающей среды.

Занятие 2. Процессы синтеза белка, ген в современном понятии, свойства гена, регуляция генной активности у прокариот и эукариот.

Литературa: 1, 2, 7, 9.

Вид занятия: лабораторное.

Время: 2 часа.

Место проведения: учебный класс.

Цель занятия: Изучить расшифровку генетического кода, его свойства, особенности синтеза белка в клетке. Ознакомиться со строением и функцией гена, регуляцией активности генов у эукариот и прокариот и механизмами реализации генетической информации.

Материальное обеспечение: сборники задач, индивидуальные задания, рисунки, таблица генетического кода.

Содержание и методика проведения занятия.

Задание 1.

а) На приведенной цепочке ДНК образуйте комплементарную цепочку ДНК с обозначением водородных связей:

б) На участке цепи ДНК синтезируйте – и-РНК.

в) На и-РНК (м-РНК) определите последовательность включения аминокислот в молекулу полипептидной цепи белка.

Задание 2. В соответствии с последовательностью аминокислот в полипептиде определите состав кодонов в и-РНК, состав триплетов на участке ДНК (ген).

Полипептид

и-РНК

ДНК

Задание 3. На основании антикодонов т-РНК определите кодоны и-РНК и постановку соответствующих аминокислот.

Кодоны и-РНК

Антикодоны т-РНК

Полипептид

 

Задание 4. Объясните сущность и схему синтеза белка в клетке.

 

 

Контрольные вопросы (20 мин.):

1. Генетический код и его свойства.

2. Синтез белка в клетке.

а) Транскрипция.

б) Процессинг (процесс созревания и-РНК).

в) Трансляция.

3. Ген, строение, свойства.

4. Регуляция генной активности у эукариот и прокариот.

 

 

Подведение итогов 10 мин.

 

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Регуляция работы генов у прокариот. | Тема 7. Мутационная изменчивость
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-09-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1150 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Люди избавились бы от половины своих неприятностей, если бы договорились о значении слов. © Рене Декарт
==> читать все изречения...

2530 - | 2342 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.