Регуляция транскрипции. Теория Оперона

Биосинтез белка

Транскрипция

Транскрипция — биосинтез молекул РНК на матри­це ДНК, локализован в ядре клетки, идет постоянно, не­зависимо от цикла клетки.

Субстратами и источниками энергии для биосинтеза РНК являются: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ.

Ферментом транскрипции является РНК-полимераза ДНК-зависимая.

Кофакторами являются Mg²⁺.

Этапы транскрипции:

1) инициация,

2) элонгация,

3) терминация.

Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности в направлении 5'-3' со скоростью 40—50 нуклеотидов в 1 сек.

Созревание РНК (процессинг) происходит в ядре вне матрицы под действием РНК-аз, затем зрелая РНК выхо­дит из ядра с помощью транслоказ.

Биосинтез белка (трансляция) протекает в полисомах и приводит к построению полипептидной цепи из амино­кислот (первичной структуры белка). Для процесса транс­ляции необходимы: матрица (м-РНК), субстраты — 20 видов активированных аминокислот, энергия (1 молеку­ла АТФ и 3 молекулы ГТФ для присоединения каждой аминокислоты), ферменты, факторы инициации, элонгации, терминации, кофакторы Mg²⁺, K⁺, адапторные моле­кулы т-РНК. Трансляция идет постоянно, усиливаясь во время митоза.

Этапами трансляции являются: инициация, элонга­ция, терминация.

Предварительный этап — образование активирован­ных аминокислот с участием фермента аминоацил-т-РНК-синтетазы, 1 молекулы АТФ, Mg²⁺, 61 вида т-РНК.

Инициация требует наличия инициирующего кодона АУГ, 1 молекулы ГТФ, м-РНК, факторов инициации (IF₁ IF₂, IF₃), Mg²⁺, малой и большой субъединиц рибо­сом, инициаторной аминоацил-т-РНК (мет-т-РНК^мет).

Элонгация требует наличия инициирующего ком­плекса, 2 молекул ГТФ, активированной а-а-т-РНК, фактора элонгации (EF₁ EF₂, EG-транслоказа, EF—Tu, EF—Ts), Mg²⁺.

Для терминации необходимы терминирующие кодоны (УАА, УГА, УАГ) и рилизинг-факторы (RF₁ RF₂, RS).

Оперон — участок ДНК, кодирующий строение од­ного вида белков, содержащий регуляторную зону, конт­ролирующую синтез этих белков.

Регуляция транскрипции м-РНК включает индукцию и репрессию генов.

Оперон состоит из гена-регулятора, гена-промотора, гена-оператора, структурных генов.

Индукция — «включение» процесса транскрипции. Трансляция возможна, если ген-оператор не связан с бел­ком-регулятором. В этом случае РНК-полимераза присо­единяется к гену-промотору и начинает синтез РНК, ком­плементарной структурным генам (м-РНК).

Репрессия — «выключение» транскрипции, когда ген-оператор связан с белком-регулятором и РНК-полимераза не имеет возможности присоединиться к гену-про­мотору.

Сродство белка-регулятора к гену-оператору может меняться при взаимодействии его с эффекторами.

Индукторами транскрипции служат субстраты метаболических путей, репрессорами, как правило, являются конечные продукты метаболических путей.

Роль индукторов и репрессоров могут играть гормо­ны.

В норме содержание общих НК в сыворотке крови взрослого человека составляет 80—100 мкг/мл. Увеличе­ние концентрации НК в сыворотке крови свидетельствует об усилении процессов катаболизма в клетках органов и тканей.

Дата добавления: 2014-01-07