Ингибиторы транскрипции

89
ИНГИБИТОРЫ ТРАНСЛЯЦИИ
Стрептомицин как большинство других аминогликозидов, связывается только с S12-белком 30S-субчастицы бактериальных рибосом
Пуромицин блокирует синтез полипептидов на рибосомах как у про-, так и у эукариот, имитируя действие аминоацил-тРНК
Эритромицин блокирует перемещение рибосомы после завершения элонгации или пептидилтрансферазную реакцию
Хлорамфеникол и циклогексимид. Хлорамфеникол действует на рибосомы бактерий, митохондрий и хлоропластов, а циклогексимид - только на рибосомы эукариот, находящиеся в цитоплазме. Оба соединения влияют на пептидилтрансферазную активность больших субчастиц рибосом.

РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ
❶ Синтез первичного РНК транскрипта (транскрипция)
❷ Посттранскрипционная модификация мРНК
❸ Деградация мРНК
❹ Синтез белка (трансляция)
❺ Посттрансляционная модификация белка
❻ Транспорт белка
❼ Деградация белка
89.5

90
РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ
Согласованная регуляция экспрессии прокариотических генов
Полицистронный (или полигенный) транскрипт
Оператор - регуляторный сегмент гена (участок связывания с белком- репрессором)
Промотор
Область, кодирующая регуляторный белок
Оперон – единица координированной транскрипции генов прокариот.

91
Согласованная регуляция экспрессии прокариотических генов
Негативная регуляция инициации транскрипции, или репрессия, осуществляется белками репрессорами, которые связываются с операторами
Позитивная регуляция инициации транскрипции может осуществляться специфических белков-активаторов с нуклеотидными последовательностями, расположенными в области промотора

92
Согласованная регуляция экспрессии прокариотических генов
Положение на генетической карте E. coli генов, кодирующих рибосомные белки.

93
Регуляция экспрессии лактозного оперона E. coli

Оперон – единица координированной транскрипции генов прокариот
РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ЛАКТОЗНОГО ОПЕРОНА E. COLI
Оператор – регуляторный сегмент гена – участок связывания с белком-репрессором
93

94
Регуляция экспрессии лактозного оперона E. coli
(индуктор)
Негативная регуляция
G

95
Регуляция экспрессии лактозного оперона E. coli
Позитивная регуляция
СAP – белок-активатор катаболизма (catabolite activator protein). Другое название CRP – cAMP receptor protein.

96
Регуляция экспрессии триптофанового оперона E. coli
Репрессия триптофанового оперона
Связывание комплекса
trp-репрессор-Trp с оператором препятствует присоединению РНК-полимеразы к промотору
PR - фосфорибозил
PRPP - фосфорибозил- пирофосфат
CdRP - карбоксифениламино-
дезоксирбулозофосфат
InGP - индолилглицеро- фосфат

97
Аттенуация экспрессии триптофанового оперона

98
Аттенуация экспрессии триптофанового оперона

Много Trp
Мало Trp
98.5

99
Некоторые опероны, лидерные последовательности которых содержат многократно повторенные кодоны для аминокислот, регулирующих работу данного оперона

100
Временная регуляция генной экспрессии в жизненном цикле бактериофага λ
Кольцевая форма генома бактериофага λ
Порядок экспресии генов при литическом пути
У бактериофага λ, есть два альтернативных способа существования - литический и лизогенный.
Форма вирусного генома интегрированная в хромосому клетки-хозяина называется профагом.

101
Литический или лизогенный путь развития?
Участок связывания
РНК-полимеразы
Операторные последовательности - сайты связывания репрессора cI и антирепрессора Cro
Активируется белками cII и сIII
Связываясь с операторными сайтами cI подавляет экспрессию с промоторов PL и PR, что делает предпочтительным лизогенный путь
Лизогения поддерживается благодаря транскрипции небольших количеств cI-мРНК с промотора PRM
Переключение на литический путь зависит от антирепрессорных и активаторных свойств Cro
Сrо, и сI связываются со всеми субоператорными сегментами, но относительное сродство их к этим сегментам различно
Cro OL3>OL2>OLl OR3>OR2,OR1
cI наиболее прочно с ORl и OL1
Cro
PL
PRM
PR
OR3
OR2
OR1
OL1
OL2
OL3

Pint – активируется белком cII
PRE = promoter for
repression
establishment
PRM = promoter for
repression
maintenance

Dicer - эндонуклеаза специфичная к дцРНК. Относится к семейству РНКаз III
siRNA (small interfering RNAs) - малые интерферирующие РНК – короткие (21-23-nt) дцРНК, которые характеризуются 2-нуклеотидными 3’-концевыми выступами.
RISC (RNAi silencing complex) - рибонуклеиновый комплекс. Включает нуклеазу Slicer (белок Argonaute2, Ago2)
104.5
РНК ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ
Регуляция экспрессии на посттранскрипционном уровне

Трансляционная регуляция экспрессии некоторых генных продуктов
Бактериофаги Е. coli - MS2, R17 и Qβ
образует вирусный капсид
компонент зрелой вирусной частицы, необходим для адсорбции и проникновения вируса в клетку
обеспечивают лизис инфицированных клеток и высвобождение вирусного потомства
амплифицирует фаговую РНК для того, чтобы обеспечить высокий уровень трансляции фаговых генов и снабдить геномами фаговое потомство
При нормальной инфекции СР присутствует в клетке в больших количествах, Rep и Lys - в значительно меньших, а А представлен только несколькими молекулами
102
для рибосом доступен только инициаторный кодон AUG гена СР, соответствующие участки генов A, lys и rep находятся в двухцепочечных участках молекулы
ген А транслируется один раз - в момент синтеза 5'-конца РНК
При трансляции СР-кодирующей последовательности рибосомы разворачивают РНК и экспонируют инициаторный кодон AUG гена rep
Для трансляции Lys-кодирующей последовательности рибосома “неестественно” транслоцируется
По мере увеличения концентрации СР происходит его связывание с последовательностью, перекрывающей последовательность инициации трансляции гена rep. Это предотвращает синтез репликазы, но не препятствует образованию белков оболочки.

Синтез белков аппарата трансляции
103
Контроль по типу обратной связи, при котором продукт регулирует экспрессию собственного гена, называется аутогенной регуляцией