Содержание

Слайд 2

Основные регуляторные события (механизмы) регуляции

Геном
Транскриптом
Протеом
Метаболом
Орган
Организм
Популяция
Биосфера

Основные регуляторные события (механизмы) регуляции Геном Транскриптом Протеом Метаболом Орган Организм Популяция Биосфера

Слайд 3

Геном (прокариоты)

Оперонная структура (Lac-оперон)
Независимое расположение генов
Наличие внутри оперона дополнительных регуляторных элементов
Разнообразие структур

Геном (прокариоты) Оперонная структура (Lac-оперон) Независимое расположение генов Наличие внутри оперона дополнительных
– аттенюаторов, мест посадки репрессоров, шпилек-палиндромов, фрагментов генов, кодирующих антисмысловые молекулы РНК

Слайд 4

Транспорт сахаров (лактозы)

Транспорт сахаров (лактозы)

Слайд 5

www.kegg.org

www.kegg.org

Слайд 6

ADP

ATP

NADH

NAD+

ADP

ATP

ADP

ATP

ADP

ATP

-1 АТФ/моль глюкозы

-1 АТФ/моль глюкозы

+2 АТФ/моль глюкозы

+2 АТФ/моль глюкозы

Глюкоза

Глюкозо-6-фосфат

Фруктозо-6-фосфат

Фруктозо-1,6-бифосфат

Дигидроксиацетон-фосфат

Глицеральдегид-3-фосфат

1,3-дифосфоглицерат

3-фосфоглицерат

2-фосфоглицерат

Фосфоенол-пируват

Пируват

+2 НАДН/моль глюкозы

1

2

3

5

6

7

8

9

10

4

4

ADP ATP NADH NAD+ ADP ATP ADP ATP ADP ATP -1 АТФ/моль

Слайд 7

Расположение генов гликолиза(gapA и eno) у прокариот Bacillus subtilis (оперонное расположение)

Расположение генов гликолиза(gapA и eno) у прокариот Bacillus subtilis (оперонное расположение)

Слайд 8

Расположение генов гликолиза(gapA и eno) у прокариот Mycoplasma gallisepticum (дискретное расположение)

gapA

Enolase

Расположение генов гликолиза(gapA и eno) у прокариот Mycoplasma gallisepticum (дискретное расположение) gapA Enolase

Слайд 9

Расположение генов гликолиза(gapA и eno) у прокариот Mycoplasma gallisepticum (дискретное расположение)

Расположение генов гликолиза(gapA и eno) у прокариот Mycoplasma gallisepticum (дискретное расположение)

Слайд 10

Расположение генов гликолиза(GAPDH и ENO) у эукариот Homo sapiens

GAPDH

Enolase

Расположение генов гликолиза(GAPDH и ENO) у эукариот Homo sapiens GAPDH Enolase

Слайд 11

Расположение генов гликолиза(GAPDH и ENO) у эукариот Mus musculus

GAPDH

Enolase

Расположение генов гликолиза(GAPDH и ENO) у эукариот Mus musculus GAPDH Enolase

Слайд 12

индуктор

индуктор

Слайд 13

Сильные промоторы: хорошее соответствие консенсусу и правильный спейсинг
Слабые промоторы: существенные отличия от

Сильные промоторы: хорошее соответствие консенсусу и правильный спейсинг Слабые промоторы: существенные отличия
консенсуса в -35 and -10 районах

Структура промоторов Е. Coli

Pribnow box
TATA box
-10 box

Слайд 14

CIRCE

TTAGCACTC---NNNNNNNNN---GAGTGCTAA

9

9

9

N
N N
N N
N N
N N
C-G

CIRCE TTAGCACTC---NNNNNNNNN---GAGTGCTAA 9 9 9 N N N N N N N
T-A
C-G
A-T
C-G
G-C
A-T
T-A
T-A
NNNNN NNNNN
NNNNN NNNNN
A-T
A-T
T-A
C-G
G-C
T-A
G-C
A-T
G-C
N N
N N
N N
N N
N

N
N N
N N
N N
N N
C-G
T-A
C-G
A-T
C-G
G-C
A-T
T-A
T-A
NNNNN NNNNN

HrcA

Слайд 15

сигма фактор определяет специфичность связывания РНК порлимеразы с промоторами
Сравнение аминокислотных последовательностей ряда

сигма фактор определяет специфичность связывания РНК порлимеразы с промоторами Сравнение аминокислотных последовательностей
сигма факторов выявило наличие
четырех консервативных участков
участок 1 – подавление неспецифического связывания свободного сигма фактора с ДНК
участок 2 (наиболее консервативный) – связывание с -10 боксом промотора
участок 3 - (факультативный) связывание с -10 боксом промотора
участок 4 – связывание с -35 боксом промотора

E.Coli

B. Subtilis

подавление
неспецифического
связывания РНК пол
с ДНК

У Subtilis эту
функцию выполняет
другой белок

Слайд 16

сигма фактор узнаваемые промоторы структура промотора -35 бокс -10 бокс
σ70 Большинство генов TTGACAT TATAAT σ32 Гены, активирующиеся при тепловом шоке TCTCNCCCTTGAA

сигма фактор узнаваемые промоторы структура промотора -35 бокс -10 бокс σ70 Большинство
CCCCATNTA σ28 Гены подвижности и хемотаксиса CTAAA CCGATAT σ38 Гены стационарной фазы и ответа на стрессы ? ?
-24 Region -12 Region σ54 Гены метаболизма азота CTGGNA TTGCA

Слайд 17

Работа lac-оперона в клетках, содержащих нормальный геном и частичную
копию генома с мутациями

Работа lac-оперона в клетках, содержащих нормальный геном и частичную копию генома с
в lac-опероне и регуляторных генах (merodiploids)

есть репрессор,
работающий
in trans

есть
cis-регуляторный
элемент, мутации
в котором
препятствуют
связыванию
trans-репрессора

Слайд 18

Репрессор состоит из нескольких субъединиц. Мутации, затрагивающие одну
субъединицу, влияют на способность всего

Репрессор состоит из нескольких субъединиц. Мутации, затрагивающие одну субъединицу, влияют на способность
репрессора связываться с
индуктором, либо с оператором

Слайд 19

Наряду с главным оператором
(О1) в лактозном опероне есть
два «вспомогательных» оператора
(О2 и О3).

Наряду с главным оператором (О1) в лактозном опероне есть два «вспомогательных» оператора
Уровень репрессии
значительно снижается, если
делетировать одновременно О2 и О3

тетрамер репрессора связывается одновременно с двумя участками
узнавания на молекуле ДНК

ДНК

Слайд 20

Репресор не препятствует связыванию РНК полимеразы с промотором
Репрессия осуществляется на этапе перехода

Репресор не препятствует связыванию РНК полимеразы с промотором Репрессия осуществляется на этапе
от открытого комплекса
к элонгации

Слайд 21

Почему lac-оперон не работает, когда в среде есть и глюкоза и лактоза?

Катаболитная

Почему lac-оперон не работает, когда в среде есть и глюкоза и лактоза?
репрессия ?

В действительности - активация

CAP – Catabolite Activator Protein
(активатор катаболитных оперонов)
Работает в комплексе с цикло-АМФ,
уровень которого существенно
повышается при недостатке глюкозы

CAP активирует целый ряд оперонов, обеспечивающих синтез ферментов,
необходимых для использования альтернативных продуктов питания
(gal, галактозный оперон; ara, арабинозный оперон)

Слайд 22

CAPстимулирует образование открытого комплекса
Участок связывания CAP находится перед промотором и содержит TGTGA

CAPстимулирует образование открытого комплекса Участок связывания CAP находится перед промотором и содержит
последовательность
Lac промотор и многие другие катаболитные промоторы являются очень слабыми. -35 бокс в этих промоторах сильно отличается от консенсуса
Существуют мутанты laс промотора, которые обеспечивают транскрипцию без САP активатора

Слайд 24

Анаболитные опероны

Должны активироваться в условиях
недостатка тех веществ, в синтезе
которых участвуют кодируемые
опероном

Анаболитные опероны Должны активироваться в условиях недостатка тех веществ, в синтезе которых
ферменты

триптофановый оперон:
триптофан (корепрессор) связывается
с неактивной формой репрессора,
превращая ее в активную

Слайд 25

Преждевременная остановка транскрипции (attenuation) обеспечивает
дополнительную репрессию

В начале оперона находится короткая ORF, кодирующая

Преждевременная остановка транскрипции (attenuation) обеспечивает дополнительную репрессию В начале оперона находится короткая
так называемый
лидерный пептид
После этой рамки считывания находится сигнал терминации транскрипции
Имя файла: Лекция-6.pptx
Количество просмотров: 79
Количество скачиваний: 0