Caracteristici de reglementare a activității genei în eucariotelor

Gene regulament în eucariotelor are loc mult mai complex decât în ​​procariote. Diferite tipuri de celule eucariote organism pluricelular sintetiza un număr de proteine ​​identice, și în același timp, ele diferă unul de altul set de proteine ​​care sunt specifice pentru celulele de acest tip. Nivelul producției depinde de tipul de celulă și de stadiul de dezvoltare a unui organism. Reglarea expresiei genei este realizată la nivel celular și la nivelul organismului.
Genele in celulele eucariote sunt împărțite în două tipuri principale. în primul rând determină versatilitatea funcțiilor celulare, iar al doilea - determină (determină) funcțiile celulare specializate. Funcțiile primului grup de gene apar in toate celulele. Pentru a implementa funcții diferențiate au celule specializate care exprimă un anumit set de gene.
Cromozomi, gene și operonilor celulele eucariote au un număr de caracteristici structurale și funcționale, ceea ce explică complexitatea expresiei genei.
1. operon eucariotă celulele au mai multe gene - regulatoare, care pot fi localizate pe cromozomi diferiti.
2. Genele structurale care controlează sinteza enzimelor ale procesului biochimic pot fi concentrate în mai multe operons situate nu numai într-o singură moleculă de ADN, dar, de asemenea, câteva.
3. Secvența complexă a moleculelor de ADN. Există site-uri informative și non-informative, secvențe de nucleotide repetitive unice și informative.
4. Genele eucariotici constau din exoni și introni, maturarea ARNm urmată de excizia intronilor din corespunzătoare transcriptele ARN primare (pro-mRNA), adică despicare.
5. Procesul de transcriere a genei depinde de starea de cromatină. compactarea ADN local blochează complet sinteza ARN.
6. Transcrierea în celulele eucariote nu sunt întotdeauna asociate cu transmisia radio. Sintetizat și ARN-ul poate fi depozitat pentru o lungă perioadă de timp în formă de informosom. Transcripție și translație apar în diferite compartimente.
7. Unele gene eucariote au o localizare instabila (gene labili sau transpozoni).
8. Metode de biologie moleculară au arătat proteine ​​inhibitoare efect histonice și sinteza ARN.
9. În procesul de dezvoltare și diferențiere a activității genei organe este dependentă de hormoni care circulă în corp și pot provoca reacții specifice în anumite celule. La mamifere, importanta actiunea de hormoni sexuali.
10. În eucariotelor, în fiecare etapă a ontogenezei 5-10% din genele exprimate, cealaltă trebuie să fie blocate.

Alternativa despicare - un proces care permite unul pentru a produce mai multe gene ARNm și, prin urmare, proteinele. Cele mai multe gene in genomul eucariote contin exoni și introni. După transcriere în procesul intronilor despicare sunt eliminate din pre-mARN. Dar exon pot fi încorporate (sau nu) la transcrierea finală. Astfel, folosind despicare alternativă poate primi o pluralitate de transcrieri, și, prin urmare proteina.

Există mai multe mecanisme de despicare alternative:

Săriturii peste exoni sau casete exon. în acest caz, exonul poate fi stripat din transcriptul primar sau stocate în acesta. Acesta este cel mai frecvent utilizat mecanism la mamifere.

exonii exclud reciproc. din cele două exonilor în procesul-verbal final este păstrat doar unul.

Utilizarea site-ului alternativ donator. Există mai multe alternative 5'-uchastkovsplaysinga (site-uri donatoare), care se schimbă limita 3'-exon al supraiacent.

Utilizarea site-ului alternativ acceptor. Ei folosesc diferite 3'-uchastkisplaysinga (site-uri acceptor) care modifică 5'-frontiera a exonului care stau la baza.

Intron de retenție. intron este reținut în secvența transcript. Dacă un intron localizat în secvența de codificare, poate codifica un codon stop, sau deplasarea cadrului de citire. Și care ar putea duce la pierderea funcționalității de proteine, astfel încât acest mecanism alternativ despicare este rar utilizat la mamifere.

reglementarea razlichnyesposoby Există de despicare alternative :. interacțiuni ARN-proteină, interacțiunile ARN-ARN (pentru exoni se exclud reciproc), reacția pre-ARNm din ARN care nu codifică, inclusiv ARN nucleolar mici etc. În ciuda acestui potențial diversitate de mecanisme de reglementare, interacțiunile ARN-proteină acestea sunt considerate principalele modalități de reglare a îmbinării.

Aranjament (rescrierea) - sinteza ARN folosind ADN ca matriță care apar in toate celulele vii. Cu alte cuvinte, este transferul de informatii genetice de la ADN la ARN.

Există trei etape de transcriere: inițiere, Elon gatsiyu și de terminare.

Inițiere. Secvența ADN transkribi-al într-un ARNm care începe promotor la capătul 5 'și se termină cu un terminator la capătul 3', și o unitate de transcriere corespunde Ency - Conceptul mennomu „gen“. Controlul exprimării genei poate fi realizată în etapa de inițiere a transcripției. In acest stadiu, ARN polimeraza recunoaste promotorul, - un fragment de 41-44 bp Transcripția ADN-ului are loc în 5 „la 3“, la stânga sau la dreapta. Se presupune că secvența TATA controlează selecția nucleotida de pornire și TSAAT - legarea inițială a ARN polimerazei la matrița de ADN.

Rezilierea. Transcrierea este terminată în regiunea ADN spec-ically cuprinzând un terminator în secvență. Celulele de E. coli identificat special proteine ​​(factor rho), ceea ce crește precizia de terminare. Proteina este atașată la capătul 5 'al ARNm de creștere și Adv-Gaeta pe ea, se apropie treptat ADN-ul, ca și în cazul în urmărirea polimerazei ARN. In momentul in care ARN polimeraza ori se oprește site-ul terminator, enzima capturat factorul rho la ADN și resetare. secvența de bază Terminator cuprinde o speciale TION, se arată la fel în ambele catene de ADN, dar în direcții opuse. De exemplu, 5 'CCA HBG 3' 3 'GGT ACC 5'

Traducerea - procesul de sinteza proteinelor din aminoacizi ale matricei de informații (matrice) ARN (ARNm ARNm), ribosomal implementat.

Procesul de traducere este împărțit în trei etape: .ini ciation, alungire și de terminare.

Inițiere. Acesta include toate reacțiile efectuate la formirova-TION legăturii peptidice între primele două aminokislo-ter. În E. coli de la inițierea transcripției genei la aspectul-TION a ARNm din celula care trece ≈ 2,5 m, iar proteina prezentă corespunzătoare - chiar ≈ 30c. Inițierea sinteza unui lanț polipeptidic are loc la momentul formării unui complex între ARNm, 30S ribozomal subunitate și formilmetionil-ARNt.

Alungirea: include toate reacțiile din momentul formării primei legăturii peptidice, înainte de a se alătura polipeptida este sintetizată ultima aminokislo-te. La procariote, etapa de alungire este foarte rapid; După cum sa menționat, la 37 ° C pentru 1 polipeptidă să fie inclusă în medie 15 aminoacizi. Prin urmare, dacă presupunem că mărimea medie a genei este de 1000 bp sinteza proteinei codificate de către aceștia a 300 aminoacizi se realizează în doar 20c. În acest caz, sinteza proteinei este implicată concomitent Menno-până la 80% din totalul ribozomi celulare. In eucariotelor, rata sintezei proteinelor semnificativ sub 1 la 37 ° cu o ≈ 5 aminoacizi sunt incluse în circuitul C.

Terminație: radiodifuziune poli-peptidă complet sintetizat este eliberat din capătul ARNt și ribozomilor depărteze de ARNm.

Format în timpul polipeptidul de emisie este pe deplin coerentă (coliniare) care codifică gena.

ARN mic nuclear: Detecție în nucleu legat întotdeauna de proteinele, formând o mică particulă nucleară ribonucleoproteinic (snurp) .Soderzhat cantitate mare de uridină (U1, U2, ... U12). Dimensiunea de la 90-300 nucleotide. Transcrisă ARN pol II sau ARN pol III. 5'-end a trimetilați capac (pentru N7 și N2 guanozin de două ori).

- Implicată în procesarea pre-ARNm.

- ARNm policistronic de despicare.

- Menținerea integrității telomerilor.

interferenta ARN - procesul de suprimare a expresiei genelor la deadenylation etapa transcripție, translație sau degradarea ARNm folosind mici molecule de ARN.

procesele ARNi găsite în multe celule eucariote: animale, plante și fungi. Sistemul ARNi joaca un rol important în protejarea celulelor împotriva virusurilor, genele parazite (transpozoni) și, de asemenea, în reglarea dezvoltării, diferențierii și expresia genelor ale organismului.