Презентация на тему Регуляция и трансляция

начале каждого оперона находится промотор.

В конце каждого оперона находится

терминатор. Перед терминатором располагаются структурные гены, или цистроны.

Между промотором и цистронами может находиться оператор.

Существуют моно-, олиго- и полицистронные опероны.

РНК-полимеразой как финиш транскрипции.

Определение: цистрон - последовательность нуклеотидов

ДНК, кодирующая один полипептид (в большинстве случаев - белок) или одну tРНК, или одну rРНК.

В большинстве случаев цистроны объединяются в оперон по следующему принципу: закодированные в них белки принимают участие в одной биохимической цепи реакций.
 
Определение: оператор - особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая белком-репрессором.
 
У оператора диспетчерская функция - он разрешает или запрещает синтез РНК.

промоторе узнается взаимное расположение двух расплавленных AT-богатых участков. В

каждом из них расплавлено 4-6 пар. Центры этих участков находятся в положенях "-10" и "-35". Принципиально важным является расстояние между расплавленными участками. Оно колеблется от 16 до 19 п.н. Искусственное увеличение этого расстояния до 20 п.н. или уменьшение его до 15 п.н. приводит к тому, что РНК-полимераза не узнает испорченный промотор.

транскрипции).
Скорость элонгации 40-50 нукл./сек.
Для комплементарного синтеза РНК необходим разрыв

водородных связей в ДНК. Core-фермент РНК- полимеразы покрывает примерно 40 пар нуклеотидов (4 витка спирали ДНК).
Разрыв водородных связей на 4-х витках спирали - очень энергоемкий процесс. Он не был обнаружен при изучении транскрипции.

Показано, что РНК-полимераза переводит ДНК из В-формы в А-форму.

В ней плоскости азотистых оснований не перпендикулярны оси спирали, а наклонены на 200 к перпендикуляру.

цепи ДНК для того, чтобы напротив них встали комплементарные

нуклеотиды РНК.

В пользу этого говорит полная идентичность параметров А-формы ДНК и гибрида, состоящего из одной цепи ДНК и одной - РНК. "Мотором" транскрипции является энергия, высвобождающаяся при отщеплении пирофосфата от каждого рибо-НТФ.

Ингибиторы транскрипции прокариот.

Существует множество ингибиторов транскрипции. Они действуют по разным механизмам и на разных стадиях. Большинство из них - антибиотики.

Рифампицин - ингибитор инициации. Связывается с центром инициации holo-РНК-полимеразы E. сoli.
Стрептолидигин - ингибитор элонгации. Связывается с центром элонгации core-РНК-полимеразы E. сoli.

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.

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.

которого в образовании ковалентной связи между tРНК и соответствующей

аминокислотой.

Состоит из двух стадий:
1. Активирование аминокислоты.
2. Присоединение аминокислоты к tРНК - аминоацилирование.

Обе стадии рекогниции осуществляются ферментом аминоацил-tРНК-синтетазой
(APC-азой, кодазой).

Существует 20 вариантов кодаз (по числу аминокислот). У каждой кодазы 3 центра опознавания. Каждая АРС-аза узнает третичную структуру tРНК.

в одном экземпляре, за исключением одного белка, присутствующего в

4 копиях в 50S субъединице, и не могут быть заменены.
rРНК выполняют не только функцию каркасов субъединиц рибосом, но и принимают непосредственное участие в синтезе полипептидов.
23S rРНК входит в каталитический пептидилтрансферазный центр, 16S rРНК необходима для установки на 30S субъединице инициирующего кодона mРНК, 5S rРНК - для правильной ориентации аминоацил-tРНК на рибосоме.
Все rРНК обладают развитой вторичной структурой: около 70% нуклеотидов собрано в шпильки.
rРНК в значительной степени метилированы (СН3-группа во втором положении рибозы, а также в азотистых основаниях).
Порядок сборки субъединиц из rРНК и белков строго определен. Субъединицы, не соединенные друг с другом, представляют собой диссоциированные рибосомы. Соединенные - ассоциированные рибосомы. Для ассоциации нужны не только конформационные изменения, но и ионы магния Mg2+ (до 2х103 ионов на рибосому). Магний нужен для компенсации отрицательного заряда rРНК. Все реакции матричного синтеза (репликация, транскрипция и трансляция) связаны с ионами магния Mg2+ (в меньшей степени - марганца Mn2+).

инициации, элонгации и терминации) участвуют различные белковые факторы, которые

препятствуют посадке на рибосому деацилированных tРНК или запрещают посадку формилметиониновой-tРНК в А-центр.

На всех этапах принимают участие молекулы ГТФ, которые дефосфорилируются.

Смысл гидролиза ГТФ не в отдаче энергии, а в свидетельстве того, что данный этап трансляции пройден.