Экспрессия генов и механизмы регуляции

экспрессии генов.
Прокариоты способны быстро меняться в ответ на условия среды,

переключая работу многих гены и оперонов.
Для адаптации и экономии ресурсов экспрессия должна строго регулироваться.
Регуляция экспрессия эукариот сложнее в сравнении с прокариотами и включает больше точек контроля.

и посттрансляции.
Археи схожи с бактериями по организации генома, однако их

регуляторные механизмы имеют большое сходство с эукариотическими организмами.

веществ запускает процессы споруляции. Патогенные организмы при попадании в организм

хозяина приспосабливаются к температуре и высокой концентрации питательных веществ.
Хромосома Escherichia coli кодирует 4500 белков, однако не все они экспрессируются. Некоторые участки экспрессируются постоянно, некоторые – раз за генерацию.

схожи у всех живых организмов.
Бактерии не содержат гистонов (за

исключением некоторых архебактерий), их ДНК более доступна для РНК-полимеразы, в то же время Эукариоты имеюют дополнительные этапы регуляции, связанные с изменением структуры хроматина.
Молекулы РНК у эукариот моноцистронны, требуется обработка иРНК (кэпирование, полиаденилирование, вырезание интронов). У прокариот транскрипция и трансляция происходят совместно.

фермент гидролизующий сукрозу только в присутствии субстрата.
Также в 1909г.

Ф.Динерт обнаружил, что дрожжи содержат фермент галактозидазу только на среде с галактозой.
1930г. Х.Картстрём предложил разделить ферменты на 2 класса: адаптивные и конститутивные.
1942г. Жак Моно обнаружил что аналоги галактозидазы также вызывают продукцию фермента. Концентрация и скорость роста не влияли на индукцию синтеза фермента, который синтезировался вновь в клетке а не формировался из предшественника под действием галактозы.

гена, синтезирующего продукт ингибирующий запуск синтеза галактозидазы.
1961г. Жакоб и

Моно назвали этот продукт репрессором, предположив его белковую природу. Комплекс оператора (сайта структурного гена, запускающего синтез фермента) и генов которые он контролирует назвали оперон.
1967г. У.Гилберт и Б. Мюллер-Хилл изолировали репрессор, доказали его белковую природу.

3 типов:
конститутивные, присутствующие в клетках в постоянных количествах независимо

от метаболического состояния организма (например, ферменты гликолиза);
индуцируемые, их концентрация в обычных условиях мала, но может возрастать в 100 раз и более;
репрессируемые, т.е. ферменты метаболических путей, синтез которых прекращается при добавлении в среду выращивания конечного продукта этих путей.

достигает 3000 молекул на клетку, без лактозы – 3 молекулы.

Фермент галактозидаза расщепляет лактозу на галактозу и глюкозу.
Галактозидаза – индуцибельный фермент, кодируется индуцибельными генами. Лактоза – индуктор.
Промотор – связывает РНК-полимеразу. Регуляторный элемент – участок ДНК, примыкающий к промотору и связывающий белок-регулятор (активатор или репрессор).

белок блокирует транскрипцию. При появлении индуктора, комплекс (репрессор+индуктор) теряет способность

связывать с ДНК, РНК-полимераза получает доступ к промотору.

белок-репрессор не способен связываться с ДНК, транскрипция идет нормально.
Корепрессор

(триптофан) связывается с репрессором, который блокирует оператор.

способен связываться с сайтом активации на ДНК только в комплексе

с индуктором (арабиноза).

с ДНК и запускает транскрипцию. Ингибитор присоединяется к активатору и

делает его неспособным связаться с ДНК.

Активаторы не являются особой группой белков.. Многие метаболические ферменты являются

активаторами.
Пример: репаративный белок Ada устраняет алкильные группы. Алкильные (метильные) группы переносяться на сам белок, его метилированная модификация (meAda) – служит активатором транскрипции собственного гена.