Экспрессия генов, или реализация генетической информации

Структурно-функциональная единица наследственности - ген.

Ген – это участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одной полипептидной цепи, либо определенного вида РНК.

Классификация генов:

1) Классическая по генам продуктам

А) структурный, s-гены (основной класс, кодирует все многообразие белков

Б) регуляторный (кодирует белки-репрессоры)

В) гены белков-гистонов

Г) гены транспортного РНК

Д) гены рибосомального РНК

2) Современная классификация (по генам-продуктам):

А) Белок-кодирующие гены:

Гены домашнего хозяйства (активно работают во всех группах клеток)

Гены терминальной дифференцировки (работают в определенных группах клетки, придают клетке специфичность)

Гены транскрипционных факторов (белков, регулирующих транскрипцию)

Б) РНК-кодирующие гены

Гены рРНК

Гены тРНК

Гены регуляторные РНК, или мяРНК (малоядерное РНК), (регулируют процесс транскрипции)

У прокариот ген имеет цистронное строение, то есть любой участок гена несет гентическую информацию, у эукариот – нег имеет сложное мозаичное строение, в нем присутствует два типа участков: экзоны (смысловые или кодирующие участки) и интроны (бессмысленные, некодирующие). Наличие интронов – это один из антимутационных барьеров. На интроны может приходиться до 90% длины гена. В h-генах и рРНК интроны отсутствуют. В связи с особенностями строения гена, реализация генетической информации у про- и эукариот различается. У прокариот транскрипция и транслция не разделены во времени и пространстве. У эукариот процессы реализации информации (транскрипция,разделены во времени и простарнстве транскрипция и процессинг в ядре, трансляция в цитоплазме

Транскрипция – это синтез РНК по принципу комплементарности по матрице ДНК с сохранением антипараллельности. Основной фермент – РНК-полимераза.

Этапы:

1)инициация – связывание РНК-полимеразы с промотером (короткая специфическая последовательность нуклеотидов перед началом кодирующей части генов);

2)элонгация – собственно синтез;

3)терминация, или окончание.

Процессинг – преобразование про-иРНК, содержащую и экзоны и интроны в зрелую иРНК, содержащую только экзоны

Этапы:

1)распад молекулы про-иРНК на интроны и экзоны, ферменты рестриктазы

2)сплайсинг – соединение экзом ферментами лигазы

3)присоединение функционально-активных групп (шапочка – нужна для связывания с рибосомой; хвост - состоит из адениновых нуклеотидов, защищает молекулу от разрушения, кол-во нуклеотидов хвоста определяет кол-во работающих рибосом)

4)образование информосомы – комплекса с белком-переносчиком для того, чтобы покинуть ядро

Альтернативный сплайсинг – различное последовательное сшивание экзонов одного гена. Благодаря этому один ген кодирует разные полипептиды

Трансляция – биосинтез белка. Белок синтезируется в рибосомах, находящихся на стенках гранулярной ЭПС. Мономером белка является аминокислота. В живом организме используется 20 типов аминокислот. Они делятся на заменимые и незаменимые, которые не способны синтезироваться в организме человека.

Этапы:

1)активация аминокислот (соединение АК с тРНК, это энергозатратный процесс, аминоацилл-тРНКсинтетаза)

2)инициация, или начало (соединение двух субъединиц рибосом в единое целое и встраивание между ними иРНК, большая субъединица рибосомы имеет два функциональных центра: 1 - аминоацилльный (узнавание АК); 2 – пептидальный (формирование пептидных связей между АК). Кодон инициации соответствует АК метионину.

3) элонгация (синтез собственно полипептида). За формирование пептидальной связи отвечает фермент пептидиллтрансфераза.

4)терминация (в аминоацилльном центре оказывается один из трех стоп-кодонов,эти кодоны распознаются белковыми факторами терминации,в результате рибосома распадается на две субъединицы,полипетид ходит в комплекс Гольджи для дальнейших превращений (пост-трансляционная модификация), молекула иРНК распадается на отдельные нуклеотиды – ферменты эндонуклеазы.

Дата добавления: 2014-01-06