Слайд 2
В ходе транскрипции ферментная система преобразует генетическую информацию
на участке двухцепочечной ДНК в цепь РНК с последовательностью
оснований, комплементарной одной из цепей ДНК. Образуется три основных типа РНК:
мРНК – кодирует аминокислотную последовательность одного или нескольких полипептидов, определяемую геном или набором генов
тРНК – считывает информацию, закодированную в мРНК, и переносит соответствующую аминокислоту на растущую полипептидную цепь в ходе синтеза белка
рРНК – входит в состав рибосом
Слайд 3
При репликации обычно копируется целая хромосома, транскрипция же
более избирательна. Одномоментно транскрибируются только отдельные гены или группы
генов, а некоторые части генома ДНК не транскрибируются никогда. Всю совокупность молекул РНК, производимых клеткой в определенных условиях, называют транскриптом клетки.
Слайд 4
Отличия транскрипции от репликации
При описании транскрипции инициацию подразделяют
на 2 самостоятельных этапа – связывание ДНК и инициацию
синтеза РНК.
Для транскрипции не требуется праймер
В транскрипции участвуют только отдельные участки молекулы ДНК
Матрицей для каждой молекулы РНК служит только одна цепь ДНК
Слайд 5
Транскрипция у E.coli осуществляется РНК-полимеразой. ДНК временно раскручивается
для синтеза цепи РНК, комплементарной одной из двух цепей
в двойной спирали. В любой момент времени в раскрученном состоянии находится участок длиной около 17 п.н. РНК-полимераза и транскриптон по мере синтеза РНК двигаются слева направо вдоль ДНК. Молекула ДНК раскручивается впереди и закручивается позади пузырька. После обратного закручивания ДНК гибрид РНК-ДНК распадается, и цепь РНК высвобождается. РНК-полимераза находится в тесном контакте с ДНК впереди транскриптона, а также с разделенными цепями ДНК и РНК внутри и сразу за пузырьком. Через канал в белке к активному центру полимеразы поступают NTP. В процессе элонгации полимераза покрывает собой участок длиной около 35 п.н.
Слайд 12
Транскрипция:выводы
Транскрипцию катализируют ДНК-зависимые РНК-полимеразы, которые используют рибонуклеозид-5’-триофосфаты для
синтеза молекул РНК, комплементарных матричной цепи ДНК-дуплекса. Транскрипция осуществляется
в несколько этапов: связывание РНК-полимеразы с промоторным участком ДНК, инициация синтеза транскрипта, элонгация и терминация
Для распознавания промотора бактериальная РНК-полимераза нуждается в специальной субъединице. Связывание РНК-полимеразы с промотором и инициация транскрипции тесно взаимосвязаны и составляют первый этап транскрипции. Транскрипция прекращается на последовательностях ДНК, называемых терминаторами.
В эукариотических клетках есть три типа РНК-полимераз. Для связывания РНК-полимеразы II с ее промоторами необходимы белковые факторы транскрипции. Факторы элонгации участвуют в фазе элонгации. Длинный С-концевой домен самой крупной субъединицы РоI II фосфорилирован на стадиях инициации и элонгации.
Слайд 18
Строение бактериального оперона
Регуляция биосинтеза белка у прокариот осуществляется
на уровне изменения скорости синтеза мРНК. В настоящее время
принята теория оперона, сформулированная Франсуа Жакобом и Жаком Моно. В основе теории лежат следующие понятия:
оперон – группа тесно связанных между собой генов, которые программируют образование структурных белков и ферментов в клетке,
конституитивные ферменты – те, которые присутствуют в клетках всегда, независимо от ее активности и условий,
индуцибельные ферменты – те, которые программируются опероном и синтезируются при необходимости,
ген-регулятор – ген, регулирующий работу оперона, но не входящий в его состав. Он синтезирует белок-регулятор (чаще называемый белок-репрессор), который может быть в активной или неактивной форме,
ген-оператор – участок ДНК, способный связываться с белком-регулятором, и "решающий" нужно работать РНК-полимеразе или нет.
Слайд 19
Регуляция экспрессии генов.
Концентрация белка в клетке определяется сложным
равновесием, как минимум, семи процессов, причем каждый процесс имеет
несколько активных точек регуляции:
Синтез первичных транскриптов РНК
Посттранскрипционная модификация мРНК
Расщепление мРНК
Синтез белка
Посттрансляционная модификация белка
Компартментализация и транспорт белка
Расщепление белка
Слайд 20
Схема негативной индукции Жакоба и Моно
Слайд 21
Схема позитивной индукции
В Аra-опероне E. сoli 3 цистрона,
которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар арабинозу. В норме оперон
закрыт. Белок - репрессор связан с оператором.
Слайд 22
Схема негативной репрессии
N+1-ая молекула (лишняя) взаимодействует с активатором
и он теряет способность активировать посадку РНК-полимеразы на промотор.
Слайд 23
Регуляция транскрипции у эукариот
Амплификация – это увеличение количества
генов, точнее многократное копирование одного гена. Естественно, все полученные
копии равнозначны и одинаково активно обеспечивают транскрипцию.
Слайд 24
Энхансеры (англ. to enhance – усиливать) – это
участки ДНК в 10-20 пар оснований, способные значительно усиливать
экспрессию генов той же ДНК. В отличие от промоторов они значительно удалены от транскрипционного участка и могут располагаться от него в любом направлении (к 5'-концу или к 3'-концу). Сами энхансеры не кодируют какие-либо белки, но способны связываться с регуляторными белками (подавляющими транскрипцию).
Слайд 25
Сайленсеры (англ. silence – молчание) – участки ДНК,
в принципе схожие с энхансерами, но они способны замедлять
транскрипцию генов, связываясь с регуляторными белками (которые ее активируют).
