Робота 2. Потік інформації в клітинах. Регуляція активності (експресії) генів. Модель роботи оперона

Ділянка ДНК, що кодує послідовність амінокислот у білковій молекулі, називається ге́ном. Сума всіх нуклеотидних послідовностей (кількість ДНК), які містяться в гаплоїдному наборі хромосом цього виду називається гено́мом.

Більшість генів еукаріот має мозаїчну (перервисту) будову: у них чергуються кодуючи (екзони) та некодуючі зони (інтрони).

Ген людини — це ділянка ДНК, яка зліва має початок гена (5' — кінець), справа — кінець гена (3'— кінець), а в середині розташовуються екзони та інтрони (рис. 2). У процесі транскрипції знімається копія всього гена (про- та РНК), потім з допомогою спеціальних ферментів вирізаються інтрони (рестрикція) і між собою «склеюються» екзони (сплайсинг). Такі перетворення РНК називаються процесингом.

Уважно розгляньте та намалюйте схему структури гена (рис. 2).

Генетична інформація, яка міститься в молекулах ДНК, передається у двох напрямках:

від ДНК до ДНК під час реплікації та від ДНК через іРНК до білка (при біосинтезі).

Синтез білка проходить у два етапи: транскрипцію й трансляцію. У ході транскрипції утворюється про-іРНК,вона зазнає процесингу, після чого у вигляді зрілої іРНК надходить у цитоплазму. Транскрипція та процесинг здійснюютьсяв ядрі. У ході трансляції утворюється поліпептидний ланцюг. Трансляція відбувається в цитоплазмі на рибосомах.

Схема синтезу білка:

ДНК транскрипція про- іРНК процесинг іРНК трансляція ПОЛІПЕПТИД комплектація БІЛОК

Усі соматичні клітини організму мають однаковий набір генів, однак транскрибуються тільки ті гени, продукти яких потрібні клітині в певний момент для виконання її функцій. За виконуваними функціями виділяють структурні та функціональні гени.

Регуляція експресії (роботи) генів здійснюється, в основному, на рівні транскрипції за участю регуляторних білків і може бути негативною або позитивною. У разі негативної регуляції, яка здійснюється білком -репресором, експресія гена пригнічується, у разі позитивної, що здійснюється білком -активатором, — активується.

Схема регуляції експресії генів була запропонована на прикладі лактозного оперона (Ф.Жакоб, Ж.Моно,1961).

Оперон — це одиниця транскрипції, яка складається з промотора, оператора, структурних генів і термінатора.

Промотор — місце приєднання РНК-полімерази до молекули ДНК. Оператор — послідовність ДНК, з якою зв’язується білок-репресор. Термінатор — ділянка ДНК, де відбувається закінчення транскрипції. Роботу оперона контролює ген-регулятор. На основі інформації, закладеної в гені-регуляторі, синтезується білок-репресор, який зв’язується з оператором і блокує транскрипцію оперона.

Розгляньте таблиці й запропоновані рисунки. Намалюйте схему будови оперона (рис.3). Вкажіть функції генів, які входять до складу оперона.

---

Дата добавления: 2015-10-16