4. Терминация.
Специфическая терминация бывает - независимой и - зависимой.
| При - независимой терминации в терминаторе присутствует палиндром. В синтезируемой РНК формируется шпилька. Шпилька меняет конформацию РНК-полимеразы и фермент теряет сродство к ДНК. |
-зависимая терминация.
| - 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. |
Схема негативной индукции Жакоба и Моно
Lac-оперон E. coli содержит 3 гена, отвечающие за образование белков, участвующих в переносе в клетку дисахарида лактозы и в ее расщеплении.
Z - - галактозидаза (расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу).
Y- - галактозидпермеаза (переносит лактозу через мембрану клетки).
А - тиогалактозидтрансацетилаза (ацетилирует галактозу).
В отсутствие в клетке лактозы lac- оперон выключен. Активный белок - репрессор, кодируемый в моноцистронном опероне (LacI) , не имеющем оператора, связан с оператором lac-оперона. Поскольку оператор перекрывается с промотором, даже посадка РНК-полимеразы на промотор невозможна. |
|
|
Как только некоторое количество лактозы попадает в клетку, две молекулы субстрата (лактозы) взаимодействуют с белком - репрессором, изменяют его конформацию - и он теряеет сродство к оператору. Тут же начинается транскрипция lac-оперона и трансляция образующейся mРНК; три синтезируемых белка участвуют в утилизации лактозы. |
Когда вся лактоза переработана, очередная порция репрессора, свободного от лактозы, выключает lac-оперон.
Эта схема называется так потому, что контролирующим транскрипцию фактором является негативный фактор, "выключатель" - белок - репрессор. Индукция (включение) происходит при потере сродства белка - репрессора к оператору.
Существует и позитивная регуляция работы lac-оперона E. coli.
Схема позитивной индукции
Аra-оперон E. сoli.
В нем 3 цистрона, которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар арабинозу. В норме оперон закрыт. Белок - репрессор связан с оператором. |
|
Когда в клетку попадает арабиноза, она взаимодействует с белком - репрессором. Белок - репрессор меняет конформацию и превращается из репрессора в активатор, взаимодейсивующий с промотором и облегчающий посадку РНК-полимеразы на промотор. |
|
Эта схема регуляции называется позитивной индукцией, поскольку контролирующий элемент - белок - активатор "включает" работу оперона.
Схема позитивной репрессии
Оперон синтеза рибофлавина у Вacilus subtilis.
В опероне располагаются цистроны ферментов синтеза рибофлавина. Есть белок-активатор, обеспечивающий посадку РНК-полимеразы на промотор. В норме оперон открыт. Образуется N молекул рибофлавина. |
|
N+1-ая молекула (лишняя) взаимодействует с активатором и он теряет способность активировать посадку РНК-полимеразы на промотор. |
|
Позитивная репрессия, поскольку в регуляции участвует белок - активатор, а сама регуляция заключается в выключении транскрипции.
Схема негативной репрессии
Оперон синтеза триптофана у E. сoli.
В опероне имеется 5 цистронов, которые кодируют ферменты последовательной цепи реакций синтеза триптофана. В норме оперон включен. Белок - репрессор неактивен (в форме апо-репрессора), он не способен садиться на оператор. |
|
Клетке нужно N молекул триптофана. N+1-ая молекула взаимодействует с апо-репрессором. Он меняет конформацию, садится на оператор и синтез РНК прекращается. |
|
Схема регуляции - негативная репрессия, потому что белок репрессор "выключает" оперон.
Помимо "грубой схемы" включения - выключения, есть и тонкая регуляция синтеза триптофана - аттенуация( см. лекцию N 9).
- Определение предмета молекулярная биология
- Основные этапы развития молекулярной биологии
- Основные открытия
- Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот
- 1. 1928Г. Опыты Фредерика Гриффита.
- 2. 1952Г. Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз.
- 3. 1957Г. Опыты Френкеля - Конрата
- Принципы строения днк
- Формы двойной спирали днк
- Отличия между днк и рнк
- Виды рнк
- Функции днк
- 1. Днк является носителем генетической информации. Функция обеспечивается фактом существования генетического кода.
- 2. Воспроизведение и передача генетической информации в поколениях клеток и организмов. Функция обеспечивается процессом репликации.
- 3. Реализация генетической информации в виде белков, а также любых других соединений, образующихся с помощью белков-ферментов. Функция обеспечивается процессами транскрипции и трансляции.
- Аминокислоты
- Классификация аминокислот, входящих в состав белков, по принципу полярности (неполярности) радикала
- Первичная структура белка
- Третичная структура белка
- Четвертичная структура белка
- Серповидно-клеточная анемия, как пример влияния первичной структуры на третичную и четвертичную.
- Глобулярные и фибриллярные белки.
- 95% Белков имеют гидрофобное ядро.
- 5% Фибриллярные белки.
- Функции белков
- Свойства генетического кода
- 1. Триплетность
- 2. Вырожденность.
- 3. Наличие межгенных знаков препинания.
- 4. Однозначность.
- 5. Компактность, или отсутствие внутригенных знаков препинания.
- 6. Универсальность.
- Принципы транскрипции:
- Субъединичный состав рнк-полимеразы е.Coli
- Особенности структуры промотора
- Этапы транскрипции
- 1. Узнавание и прочное связывание
- 2. Инициация заключается в образовании первой фосфодиэфирной связи между пурин-трифосфатом (атф или гтф) и следующим нуклеотидом. После инициации - фактор покидает фермент.
- 3. Элонгация - последовательное наращивание цепи рнк (или продолжение транскрипции).
- 4. Терминация.
- Позитивный контроль работы lac-оперона
- Структура транспортной рнк
- Рекогниция
- 1. Активирование аминокислоты.
- 2. Присоединение аминокислоты к tРнк - аминоацилирование.
- Структура рибосом
- Каталитические центры рибосом
- Синтез полипептидов на рибосоме
- Регуляция образования рибосомных рнк и белков рибосом e.Сoli
- 73 Гена должны работать координированно, чтобы не было избытка белков или rРнк.
- Транскрипция у эукариот
- Как образуются рибосомы у эукариот
- Особенности транскрипции эукариот
- 1. Кепирование 100% mРнк
- 4.Редактирование Показано лишь для нескольких mРнк.
- Кепирование
- Назначение "Сар"
- 1. Защита 5'-конца mРнк от действия экзонуклеаз.
- 2. За счет узнавания "Сар"-связывающими белками происходит правильная установка mРнк на рибосоме. Полиаденилирование
- Сплайсинг
- Альтернативный сплайсинг mРнк кальцитонинового гена у млекопитающих (крыса)
- Автосплайсинг
- Малые рнк
- Репликация днк
- Принципы репликации
- Доказательство полуконсервативного характера репликации
- Понятие о матрице и затравке
- 1960Г. Гипотетическая модель.
- Сравнительные характеристики днк-полимераз e. Сoli
- 1974 Г. Оказаки.
- Топологические проблемы репликации днк
- Геликазы
- Топоизомеразы
- Проблема репликации концов линейных молекул
- Причины ошибок при синтезе днк
- In vitro происходит 1 ошибка на 100 тыс. Нукл. Для средней днк-полимеразы.
- In vitro можно уменьшить вероятность ошибки до 1 на 1млн. Нукл., если добавить ssb, геликазу и лигазу.
- Этапы проверки
- Вероятность ошибок для ферментов вирусов, про- и эукариот
- Основные репарабельные повреждения в днк и принципы их устранения
- 1. Апуринизация.
- 2. Дезаминирование.
- 3. Тиминовые димеры.
- Размер генома
- "Избыточность" эукариотического генома
- 1. Большой размер генов (за счет наличия интронов).
- 2. Присутствие повторенных последовательностей. Повторяются и гены, и некодирующие участки. У эукариот некоторые последовательности повторены сотни и тысячи раз.
- Общая характеристика гистонов
- Четыре уровня компактизации днк
- 1. Нуклеосомный.
- 2. Супербидный, или соленоидный.
- 3. Петлевой уровень.
- 4. Метафазная хромосома.
- Основы метода ренатурации днк
- Быстрые повторы
- 3. Сателлитная днк всегда располагается тандемно по 100-200 единиц в блоке. Образуются длинные последовательности в геноме.
- 4. У недавно образовавшихся на одной территории близких видов сателлитная днк заведомо разная.
- Умеренные повторы
- Уникальные гены
- Другая классификация генов
- Умеренные фаги
- Эффекты, вызываемые мобильными элементами
- Молекулярные основы канцерогенеза
- Теории рака
- Обратная транскрипция
- Гипотезы возникновения жизни
- Теория биопоэза
- 1. Образование биомономеров.
- 2. Образование биополимеров и их эволюция. Образование систем с обратной связью.
- 3. Образование мембранных структур и пробионтов (первых клеток).
- 2 Стадия биопоэза.
- Стадия 3.
- Эволюция пробиотов