Педиатрия. Уровни и механизмы регуляции экспрессии генов. Лекция 3

Список основной литературы

Список дополнительной литературы

Регуляция экспрессии генов

Гены организма
Конститутивные (всегда включены) 1-3 %
Регулируемые (все остальные)
Регуляторы
Вещества белковой природы
Вещества небелковой природы
активаторы
репрессоры
индукторы
сорепрессоры
У эукариот в каждой клетке транскрибируется 7-10% генов, 90-93% выключены. Поэтому регуляция транскрипции у эукариот осуществляется только путем индукции. А у прокариот путем репрессии и индукции.

Регуляция генной активности
(уровни, механизмы)
1Претранскрипционный
2Транскрипционный
3Постранскрипционный
4Трансляционный
5Посттрансляционный
У прокариот
У эукариот
Скорость
Возможности
Прокариоты
Эукариоты
Перекодирующие сигналы мРНК
синтез предшественника
посттрансляционный процессинг
Амплификация генов
Компактизация хроматина, декомпактизация хроматина;
Метилирование ДНК
Энхансер
Сайленсер
У прокариот: (путем репрессии, путем индукции) - Лактозный оперон
У эукариот: путем индукции по Бриттену и Девидсону
Процессинг рРНК и тРНК
Сплайсинг; альтернативный сплайсинг
Сигналы внитриклеточной локализации

2. Транскрипционный уровень
- по возможности:
Регуляция транскрипции у бактерий
Модель регуляции транскрипции у прокариот разработана Жакобом и Моно в 1961 году на кишечной палочке

Регуляция транскрипции у прокариот

Регуляция транскрипции у прокариот
Негативная регуляция - белок-репрессор блокирует оператор, когда нет необходимости в экспрессии.
Позитивная регуляция оперона состоит в индукции транскрипции путем добавления в среду сахара – лактозы.

у эукариот
Модель регуляции транскрипции у эукариот предложили Бриттен и Дэвидсон
Они показали позитивную регуляцию активности структурного гена, которую обеспечивает прилегающий к нему рецептор. Его строение соответствует строению молекулы активатора, который в данной модели представляет РНК, но может быть и белком и гормоном. Активатор синтезируется в результате работы гена – интегратора.
2. Транскрипционный уровень
- по возможности:

Регуляция транскрипции у эукариот
( по Бриттену и Девидсону )

Регуляция генной активности
(уровни, механизмы)
1Претранскрипционный
2Транскрипционный
3Постранскрипционный
4Трансляционный
5Посттрансляционный
У прокариот
У эукариот
Скорость
Возможности
Прокариоты
Эукариоты
Перекодирующие сигналы мРНК
синтез предшественника
посттрансляционный процессинг
Амплификация генов
Компактизация хроматина, декомпактизация хроматина;
Метилирование ДНК
Энхансер
Сайленсер
У прокариот: (путем репрессии, путем индукции) - Лактозный оперон
У эукариот: путем индукции по Бриттену и Девидсону
Процессинг рРНК и тРНК
Сплайсинг; альтернативный сплайсинг
Сигналы внитриклеточной локализации

Процессинг тРНК и рРНК у прокариот
3. Посттранскрипционный уровень

Регуляция генной активности
(уровни, механизмы)
1Претранскрипционный
2Транскрипционный
3Постранскрипционный
4Трансляционный
5Посттрансляционный
У прокариот
У эукариот
Скорость
Возможности
Прокариоты
Эукариоты
Перекодирующие сигналы мРНК
синтез предшественника
посттрансляционный процессинг
Амплификация генов
Компактизация хроматина, декомпактизация хроматина;
Метилирование ДНК
Энхансер
Сайленсер
У прокариот: (путем репрессии, путем индукции) - Лактозный оперон
У эукариот: путем индукции по Бриттену и Девидсону
Процессинг рРНК и тРНК
Сплайсинг; альтернативный сплайсинг
Сигналы внитриклеточной локализации

4. Трансляционный уровень
«Второй генетический код»
Перекодирующие сигналы мРНК

Регуляция железом трансляции мРНК ферретина
4. Трансляционный уровень
Сигналы внутриклеточной локализации

Регуляция генной активности
(уровни, механизмы)
1Претранскрипционный
2Транскрипционный
3Постранскрипционный
4Трансляционный
5Посттрансляционный
У прокариот
У эукариот
Скорость
Возможности
Прокариоты
Эукариоты
Перекодирующие сигналы мРНК
синтез предшественника
посттрансляционный процессинг
Амплификация генов
Компактизация хроматина, декомпактизация хроматина;
Метилирование ДНК
Энхансер
Сайленсер
У прокариот: (путем репрессии, путем индукции) - Лактозный оперон
У эукариот: путем индукции по Бриттену и Девидсону
Процессинг рРНК и тРНК
Сплайсинг; альтернативный сплайсинг
Сигналы внитриклеточной локализации

Синтез предшественника и его процессинг
Транскрипция
Сплайсинг
Трансляция
γ-МСГ
N-концевой участок
β-липотропин
АКТГ
α-МСГ
β-Эндорфин
Передняя доля
Промежуточная
доля
Процессинг
( Белок проопиомеланокортин ПОМК)
5. Посттрансляционная регуляция
Проопиомеланокортин

Задание:
1. Сделать словесное описание схемы (найти в интернете): Регуляция железом трансляции мРНК ферретина.
2. На примере белка проопиомеланокортина (ПОМК) объяснить как работают механизмы регуляции: синтез предшественника и его посттрансляционный процессинг (найти в интернете).