Транскрипция

Транскрипция

Принципы транскрипции:

• комплементарность
• антипараллельность
• униполярность
• беззатравочность
• ассиметричность

Схема реализации генетической информации в фенотипические признаки. Реализацию потока информации в клетке можно представить схемой ДНК-РНК-белок. ДНК-РНК обозначает биосинтез молекул РНК (транскрипцию); РНК-белок означает биосинтез полипептидных цепей (трансляцию).

Строение транскриптона

Строение промотора эукариотов. Промоторные элементы - специфические последовательности нуклеотидов, характерные для любого промотора, связывающего РНК-полимеразу. Первый промоторный элемент - последовательность АТАТАА- (ТАТА-бокс) отделён от сайта начала транскрипции приблизительно на 25 пар нуклеотидов (п.н.). На расстоянии примерно 40 (иногда до 120) п.н. от него располагается последовательность GGCCAATC- (СААТ-бокс).

РНК-полимераза:

прокариот

эукариот

Субъединицы:

α, α‘ - связывают остальные элементы фермента и распознают регулирующие факторы;

β - катализирет синтез РНК, осуществляя инициацию процесса и элонгацию;

β' - неспецифически связывается с ДНК

ω - восстанавливает денатурированную РНК-полимеразу обратно в дееспособную;

σ - связывание с промоторными областями ДНК.

РНК-полимераза I - синтезирующая пре-рРНК;

РНК-полимераза II -

синтез пре-мРНК;

РНК-полимераза III - синтезирует пре-тРНК.

Главная субъединица РНК-полимераз-I, II и III у человека

Транскрипция РНК на матричный цепи ДНК. Синтез РНК всегда происходит в направлении 5' → 3'.

Терминация транскрипции

Регуляция у прокариот

Теория оперона (Франсуа Жакоб и Жак Моно)

• 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.

Схема строения и работы оперона

Схема работы лактозного оперона при наличии и отсутствии лактозы

Таким образом, лактоза является индуктором транскрипции.

Схема работы триптофанового оперона при наличии и отсутствии триптофана

Регуляция у эукариот

• Белковые факторы транскрипции (ТF-факторы)- служат для присоединения к транскриптонам эукариот РНК-полимеразы специфичные для каждой из них.
• 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).
• Сайленсеры (англ. silence – молчание) – участки ДНК, в принципе схожие с энхансерами, но они способны замедлять транскрипцию генов, связываясь с регуляторными белками (которые ее активируют).