Організація потоку інформації в клітині. Регуляція експресії генів

Конспект

Від гена до білка

Транскрипція

Транскрипція — синтез РНК на матриці ДНК за принципом комплементарності. Етапи: ініціація, елонгація, термінація. Для неї ДНК має розкрутитися (деспіралізуватися), а РНК-полімераза — зв'язатися з промотором.

Комплементарність: А→У, Т→А, Г→Ц, Ц→Г. Наприклад, триплети ДНК АТГ-ЦГТ → кодони іРНК УАЦ-ГЦА.

РНК-полімераза II (B) синтезує мРНК. Її блокує α-аманітин (отрута блідої поганки).

Ген еукаріот має будову «екзон — інтрон — екзон». Про-іРНК копіює ген повністю: екзон — інтрон — екзон.

Процесинг

Процесинг — дозрівання про-іРНК у ядрі:

• кепування 5'-кінця;
• поліаденілування 3'-кінця;
• сплайсинг — вирізання інтронів і зшивання екзонів.

Тому зріла іРНК коротша за про-іРНК, а в про-іРНК триплетів більше, ніж амінокислот у білку. Мутація, що порушує межу екзон/інтрон, зриває сплайсинг (так виникає частина випадків β-таласемії). Інтрони в зрілій мРНК — теж порушення сплайсингу.

Трансляція

Трансляція — синтез білка на рибосомах (полірибосомах). Сюди йдуть мічені амінокислоти. Вірусні білки теж синтезуються на полірибосомах клітини. Порядок амінокислот визначають кодони іРНК. Іншими словами, іРНК кодує первинну структуру білка.

Стрептоміцин пригнічує трансляцію на бактеріальних рибосомах.

Ядерцеві організатори хромосом 13–15, 21, 22 несуть гени рРНК.

Зворотна транскрипція

ВІЛ — РНК-вірус. Його фермент ревертаза (зворотна транскриптаза) синтезує ДНК на матриці РНК — зворотна транскрипція.

Властивості генетичного коду

Регуляція експресії генів

Лактозний оперон E. coli: промотор → оператор → структурні гени. Білок-репресор сидить на операторі й блокує транскрипцію. Лактоза зв'язує репресор, оператор звільняється → одразу починається транскрипція → синтезується β-галактозидаза.

У еукаріот експресію посилюють енхансери, а гальмують сайленсери.

Диференціювання — набуття клітинами специфічних ознак через експресію окремих генів.

Формулювання з умов задач, які одразу вказують на правильну відповідь.

Типові помилки й підступні варіанти відповідей з цієї теми.