c - Kodomo
реклама
Введение в молекулярную биологию Миронов Андрей Александрович Литература • Э.Рис, М.Стернберг Введение в молекулярную биологию (Мир, 2002; оригинал 1984) • http://rnp-group.genebee.msu.su/lectures (А. Головин) • Б.Льюин «Гены» (Мир, 1987) • Б.Албертс - … - Дж. Уотсон «Молекулярная биология клетки» (Мир, 1994; оригинал 1989) • М.Сингер, П.Берг «Гены и геномы» (Мир, 1998; оригинал 1991) Программа • Лекция 1 – Биополимеры и их структуры • Лекция 2 – Процессы передачи информации • Лекция 3 – Регуляция • ЗАЧЕТ (можно в начале второго семестра) Молекулярная биология • Структура биополимеров • Функции биополимеров • Молекулярные механизмы 1.Структуры ДНК • хранение генетической информации, наследственность • линейный сополимер ортофосфорной кислоты и дезоксирибозы, выделенный Ф. Мишером в 1869 из ядер (nucleus) лейкоцитов Полинуклеотидная цепь ДНК Гетероциклические основания (нуклеотиды) T Пиримидины C A Пурины G Комплементарные пары Пиримидины Пурины Изогеометричность комплементарных пар Двойная спираль ДНК (вид с торца) Двойная спираль ДНК (вид сбоку) Стэкингвзаимодействие Узкая борозда Широкая борозда Ориентированность цепей 3’конец 5’конец 3’конец 5’конец Стандартная запись последовательности Направление с 5’ к 3’концу 5’ gagttttatc gcttccatga cgcagaagtt 3’ ctcaaaatag cgaaggtact gcgtcttcaa Комплементарная последовательность 5’aacttctgcg tcatggaagc gataaaactc 1020 нуклеотидов из 5386 нт. генома фага фХ174 1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661 721 781 841 901 961 gagttttatc aaattatctt tgctggcgga gcgacctttc tggcttaata catggtagag gctgttcaac tccagaccgc aagatgattt ctcgtcgctg ttcctgctcc ttcaaacggc tcgagcgtcc acactgacgt tgatgtaatg gcgaggtact ttaattgcag gcttccatga gataaagcag aaatgagaaa gccatcaact tgcttggcac attctcttgt cactaatagg tttggcctct cgattttctg cgttgaggct tgttgagttt ctgtctcatc ggttaaagcc tcttactgac tctaaaggta aaaggcaagc gggcttcggc cgcagaagtt gaattactac attcgaccta aacgattctg gttcgtcaag tgacatttta taagaaatca attaagctca acgagtaaca tgcgtttatg attgctgccg atggaaggcg gctgaattgt gcagaagaaa aaaaacgttc gtaaaggcgc cccttacttg aacactttcg tgcttgttta tccttgcgca tcaaaaactg gactggttta aaagagcgtg tgagtcaagt ttcaggcttc aagtttggat gtacgctgga tcattgctta ctgaatttac tcgcgtttac acgtgcgtca tggcgctcgc tcgtctttgg aggataaatt gatatttctg cgaattaaat gctcgagaag acgcgttgga gatatgagtc gattactatc tactgaacaa tgccgttttg tgctactgac ctttgtggga ttatgttcat ggaaaacatt cttgcgtgta aaaattacgt cctggtcgtc tatgtaggtg atgtctaata atgagtcgaa cgaagtggac ctcttacttt tgaggagaag acattttgtt tgagtccgat tccgtacgtt gatttaaccg cgctctcgtg taccctcgct cccgtcaaca attaatggcg cgcgcaggaa gcggaaggag cgcagccgtt gtcaacaatt ttcaaactgg Размеры ДНК Организмы Число пар оснований Длина (м) Фаги и вирусы 103 – 105 10-6 Бактерии 106 – 107 10-3 Дрожжи 107 – 108 10-2 Животные 109 – 1010 1 ДНК • Функция: хранение генетической информации, наследственность • СЛОВА: • • • • • Нуклеотиды Комплементарность Пурины и пиримидины Шаг спирали Широкая и узкая борозда РНК • мРНК - перенос информации от ДНК к белку • хранение генетической информации (вирусы и фаги) • рибозимы - катализ • рРНК - структура (+ катализ) • тРНК - трансляция • регуляция Отличие РНК от ДНК CH3 O OH C C C NH CH 5’ O N O CH2 5’ C 1’ 4’ CH N CH C 1’ 4’ H 3’ 2’ O H PO3 ДНК O N O CH2 H 3’ O 2’ OH PO3 РНК Однонитевая цепь 5’-accgaagccuugcg cgu a cgcgcaaggcuucggu-3’ Однонитевая цепь gu a c Однонитевая цепь ua cgcaaggcuucggu-3’ |||||||||||||| 5’-accgaagccuugcg Шпилька ua Более сложные структуры Еще один тип пары: GU Вторичная структура тРНК Пространственная структура тРНК Вторичная структура рРНК Третичные взаимодействия • Неканонические взаимодействия между неспаренными основаниями • Взаимодействия между спиралями Белки • • • • ферментативный катализ транспорт структура (цитоскелет и т.п.) передача сигнала фосфолипиды Вид биологической мембраны Как читают ДНК? 1. Разбивают на фраггменты 2. Клонируют в фаге M13 M13 E.coli 3. Получают много однонитевых ДНК Как читают ДНК ? Праймер T ДНК-полимераза A C G T C T A C G A G A C G A* C C T A* A A* A T T A* G Как читают ДНК ? A* A* A* A* A* -a-----a--------a--a---a-aa---aa-a--------------c-c--cc----c-c---------c-c---cg-g-------g-------g--g--g--g-----------g ---tttt-t---tt---t----------tt-----ttt-gagttttatcgcttccatgacgcagaagttaacactttcg Восстановление последовательности Фрагменты Контиг 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ Центральная догма Основные процессы • Транскрипция • Трансляция • Репликация Транскрипция = матричный синтез РНК по ДНК Транскрипция in vivo Знаки препинания на ДНК • Начало транскрипции – промотор • Конец транскрипции – терминатор Инициаторный комплекс Промоторы •recA •rpsL •aroF •lpdA •cyoA •uvrD •atpI •tonB •rpsU •cirA •fur •ampC •uvrB •argC •rpmH •rplT •gyrA cgttgatactgtatgagcatacagtataatgcta attgacaccttttcggcatcgccctaaaatctga tgttgaaaactttactttatgtgttatcgtggca ttttaaaaattgttaacaattttgtaaaatagta tttacagtaatgtaaccttcccgtaaaatgtcac aattggcatctctgacctcgctgatataatacct gttgaaatcacgggggcgcaccgtataatttagg ttgaatatgattgctatttgcatttaaaatgcat tttacaaagcagcagcaattgcagtaaaattata cttgataattgttatcgtttgcattatcgtggtg ttttcatttaggcgtggcaattctataatttatg attgtcacgctgattggtgtcgttacaatgacac gtgatgaactgtttttttatccagtataatgaac cttgacacacctctggtcatgatagtatgagtgt cttgactccggagtgtacaattattacaatctgt gttaacgtttttaactttttaattagaatgtcac tttacctcaaactgcgcggctgtgttataatgca Промоторы •recA ttgatactgtat---gagcatacagtataat •rpsL ttgacaccttttc--ggcatcgccctaaaat •aroF ttgaaaacttta---ctttatgtgttatcgt •lpdAГилберт-бокс tttaaaaattgtt--aacaattttgtaaaat Прибноу-бокс •cyoA tttacagtaatgt--aaccttcccgtaaaat (-10) (-35) •uvrD ttggcatctctg---acctcgctgatataat •atpI ttgaaatcacgg---gggcgcaccgtataat •tonB ttgaatatgattgc-tatttgcatttaaaat •rpsU tttacaaagcagca-gcaattgcagtaaaat •cirA ttgataattgtta--tcgtttgcattatcgt •fur ttttcatttaggc--gtggcaattctataat •ampC ttgtcacgctga---ttggtgtcgttacaat •uvrB gtgatgaactgttt-ttttatccagtataat •argC ttgacacacct----ctggtcatgatagtat •rpmH ttgactccggagt--gtacaattattacaat •rplT ttaacgttttta---actttttaattagaat •gyrA tttacctcaaactgcgcggctgtgttataat Промотор Слабые промоторы • • • • • • • • • • • • • • • • • carB nagB ilvG cysK smp amn ileR fabB dnaN argC araB sulA trpR dnaN cspA rpsU rpoH ttatcgagttaattgagcagtaccgtaaaac tttactggctaaa--ccagaaaacttatttt ttgccagcccacgg-tcggtcgacttactgt atgtcattattt---cccttctgtatataga ttgcttctggca---acattaagtctcaaat gtgacatacta----tcggatgtgcggtaat atgccagcagag---ttttttatgcgttaat ttgttcggcgtac--aagtgtacgctattgt atatcaaagaag---atttttcaaatttaat tcgataaatggcg--gtaatttgtttttcat ctgacgcttttt---atcgcaactctctact ttgtcactggatgt-actgtacatccataca gttactgatccgc--acgtttatgatatgct ttgcaggaaaaact-ggtcaccatcgacaat ttgcatcacccgc--caatgcgtggcttaat tcgcccctggaga--aagcctcgtgtatact ttcacaagcttgcattgaacttgtggataaa Lac - промотор gcgcccaatacgcaaaccgcctctccccgcgcgttggccgattcattaatgcagctggca cgacaggtttcccgactggaaagcgggcagtgagcgcaacgcaattaatgtgagttagct cactcattaggcaccccaggctttacactttatgcttccggctcgtatgttgtgtggaat tgtgagcggataacaatttcacacaggaaacagctatgaccatgattacgaattcgagct cggtacccggggatcctctagagtcgacctgcaggcatgcaagcttggcactggccgtcg ttttacaacgtcgtgactgggaaaaccctggcgttacccaacttaatcgccttgcagcac atccccctttcgccagctggcgtaatagcgaagaggcccgcaccgatcgcccttcccaac agttgcgcagcctgaatggcgaatggcgcctgatgcggtattttctccttacgcatctgt Lac - промотор cgacaggtttcccgactggaaagcgggcagtgagcgcaacgcaattaatgtgagttagct cactcattaggcaccccaggctttacactttatgcttccggctcgtatgttgtgtggaat tgtgagcggataacaatttcacacaggaaacagctatgaccatgattacgaattcgagct Lac - промотор cgacaggtttcccgactggaaagcgggcagtgagcgcaacgcaattaatgtgagttagct cactcattaggcaccccaggctttacactttatgcttccggctcgtatgttgtgtggAat tgtgagcggataacaatttcacacaggaaacagctatgaccatgattacgaattcgagct Lac - промотор cgacaggtttcccgactggaaagcgggcagtgagcgcaacgcaattaatgtgagttagct cactcattaggcaccccaggcTTtACActttatgcttccggctcgTATgtTgtgtggAat tgtgagcggataacaatttcacacaggaaacagctatgaccatgattacgaattcgagct Элонгация Транскрипции 5’ pppU pppG РНК pppA pppU pppC pppA pppC ДНК Скорость транскрипции = 100 нукл./сек. Терминация транскрипции Инициация транскрипции у эукариот Факторы транскрипции (разные и много) Энхансер (участок на ДНК) Промоторная область – 1000 нуклеотидов Слова про транскрипцию • • • • • • • • Транскрипция Инициация транскрипции - субъединица Элонгация транскрипции Терминация транскрипции Промотор Сайт связывания Скорость транскрипции Процессинг РНК (сплайсинг, кепирование, поладенилирование) Ген кональбумина интроны (7500 пн) 17 экзонов (2500 пн) Бывают интроны более 1 млн нукл. Механизм сплайсинга Альтернативный сплайсинг Альтернативный сплайсинг позволяет продуцировать с одного гена несколько вариантов белка Слова • Посттранскрипционная модификация РНК • Кэпирование • Полиаденилирование • Сплайсинг • Альтернативный сплайсинг • Пре-мРНК • мРНК Трансляция = матричный синтез белка Генетический код – соответствие нуклеотидной последовательности аминокислотной • триплетный • неперекрывающийся • вырожденный Универсальный генетический код A A T G C AAA AAT AAG AAC TAA TAT TAG TAC GAA GAT GAG GAC CAA CAT CAG CAC T lys Asn Lys Asn *** Tyr *** Tyr Glu Asp Glu Asp Gln His Gln His ATA ATT ATG ATC TTA TTT TTG TTC GTA GTT GTG GTC CTA CTT CTG CTC G Ile Ile Met Ile Leu Phe Leu Phe Val Val Val Val Leu Leu Leu Leu AGA AGT AGG AGC TGA TGT TGG TGC GGA GGT GGG GGC CGA CGT CGG CGC C Arg Ser Arg Ser *** Cys Trp Cys Gly Gly Gly Gly Arg Arg Arg Arg ACA ACT ACG ACC TCA TCT TCG TCC GCA GCT GCG GCC CCA CCT CCG CCC Thr Thr Thr Thr Ser Ser Ser Ser Ala Ala Ala Ala Pro Pro Pro Pro генетический код митохондрий млекопитающих A A T G C AAA AAT AAG AAC TAA TAT TAG TAC GAA GAT GAG GAC CAA CAT CAG CAC T lys Asn Lys Asn *** Tyr *** Tyr Glu Asp Glu Asp Gln His Gln His ATA ATT ATG ATC TTA TTT TTG TTC GTA GTT GTG GTC CTA CTT CTG CTC G Met Ile Met Ile Leu Phe Leu Phe Val Val Val Val Leu Leu Leu Leu AGA AGT AGG AGC TGA TGT TGG TGC GGA GGT GGG GGC CGA CGT CGG CGC C *** Ser *** Ser Trp Cys Trp Cys Gly Gly Gly Gly Arg Arg Arg Arg ACA ACT ACG ACC TCA TCT TCG TCC GCA GCT GCG GCC CCA CCT CCG CCC Thr Thr Thr Thr Ser Ser Ser Ser Ala Ala Ala Ala Pro Pro Pro Pro Митохондрии дрожжей A A T G C AAA AAT AAG AAC TAA TAT TAG TAC GAA GAT GAG GAC CAA CAT CAG CAC T lys Asn Lys Asn *** Tyr *** Tyr Glu Asp Glu Asp Gln His Gln His ATA ATT ATG ATC TTA TTT TTG TTC GTA GTT GTG GTC CTA CTT CTG CTC G Met Ile Met Ile Leu Phe Thr Leu Phe Val Val Val Val Thr Thr Thr Thr AGA AGT AGG AGC TGA TGT TGG TGC GGA GGT GGG GGC CGA CGT CGG CGC C Arg Ser Arg Ser Trp Cys Trp Cys Gly Gly Gly Gly Arg Arg Arg Arg ACA ACT ACG ACC TCA TCT TCG TCC GCA GCT GCG GCC CCA CCT CCG CCC Thr Thr Thr Thr Ser Ser Ser Ser Ala Ala Ala Ala Pro Pro Pro Pro Митохондрии дрозофилы A A T G C AAA AAT AAG AAC TAA TAT TAG TAC GAA GAT GAG GAC CAA CAT CAG CAC T lys Asn Lys Asn *** Tyr *** Tyr Glu Asp Glu Asp Gln His Gln His ATA ATT ATG ATC TTA TTT TTG TTC GTA GTT GTG GTC CTA CTT CTG CTC G Met Ile Met Ile Leu Phe Leu Phe Val Val Val Val Leu Leu Leu Leu AGA AGT AGG AGC TGA TGT TGG TGC GGA GGT GGG GGC CGA CGT CGG CGC C Ser Ser Ser Ser Trp Cys Trp Cys Gly Gly Gly Gly Arg Arg Arg Arg ACA ACT ACG ACC TCA TCT TCG TCC GCA GCT GCG GCC CCA CCT CCG CCC Thr Thr Thr Thr Ser Ser Ser Ser Ala Ala Ala Ala Pro Pro Pro Pro Нестандартный код • • • • • Митохондрии Хлоропласты Микоплазмы Простейшие Всего известно 23 таблиц Действующие лица • Аминоацил-тРНК-синтетазы – осуществляют декодирование • Транспортные РНК (тРНК) – посредник, переносит аминокислоту к кодону • Матричная РНК (мРНК) – промежуточный носитель информации • Рибосомы – осуществляют матричный синтез • Факторы – белки, которые помогают рибосоме (в частности снабжают процесс энергией –GTP) Транспортная РНК Аминоацил-тРНК-синтетаза и тРНК Рибосома Состав рибосомы • Две субчастицы: 30S и 50S • Рибосомная РНК (рРНК): – 5S – 16S – 23S • Около 50 белков Рибосомные гены многократно дуплицированы Структура рибосомы (малая субчастица) Инициация трансляции f-Met Инициаторный кодон • В бактериях бывают ATG (Met) и GTG (Val) • В эукариотах только ATG (Met) • Всегда начинается с f-Met : O NH C H CH CH2 S CH3 O R C CH NH Где начинается трансляция? прокариоты dnaN gyrA serS bofA csfB xpaC metS gcaD spoVC ftsH pabB rplJ tufA rpsJ rpoA rplM ACATTATCCGTTAGGAGGATAAAAATG GTGATACTTCAGGGAGGTTTTTTAATG TCAATAAAAAAAGGAGTGTTTCGCATG CAAGCGAAGGAGATGAGAAGATTCATG GCTAACTGTACGGAGGTGGAGAAGATG ATAGACACAGGAGTCGATTATCTCATG ACATTCTGATTAGGAGGTTTCAAGATG AAAAGGGATATTGGAGGCCAATAAATG TATGTGACTAAGGGAGGATTCGCCATG GCTTACTGTGGGAGGAGGTAAGGAATG AAAGAAAATAGAGGAATGATACAAATG CAAGAATCTACAGGAGGTGTAACCATG AAAGCTCTTAAGGAGGATTTTAGAATG TGTAGGCGAAAAGGAGGGAAAATAATG CGTTTTGAAGGAGGGTTTTAAGTAATG AGATCATTTAGGAGGGGAAATTCAATG Где начинается трансляция? прокариоты dnaN gyrA serS bofA csfB xpaC metS gcaD spoVC ftsH pabB rplJ tufA rpsJ rpoA rplM ACATTATCCGTTAGGAGGATAAAAATG GTGATACTTCAGGGAGGTTTTTTAATG TCAATAAAAAAAGGAGTGTTTCGCATG CAAGCGAAGGAGATGAGAAGATTCATG GCTAACTGTACGGAGGTGGAGAAGATG ATAGACACAGGAGTCGATTATCTCATG ACATTCTGATTAGGAGGTTTCAAGATG AAAAGGGATATTGGAGGCCAATAAATG TATGTGACTAAGGGAGGATTCGCCATG GCTTACTGTGGGAGGAGGTAAGGAATG AAAGAAAATAGAGGAATGATACAAATG CAAGAATCTACAGGAGGTGTAACCATG AAAGCTCTTAAGGAGGATTTTAGAATG TGTAGGCGAAAAGGAGGGAAAATAATG CGTTTTGAAGGAGGGTTTTAAGTAATG AGATCATTTAGGAGGGGAAATTCAATG Последовательность Шайна-Дальгарно (SD) Где начинается трансляция? Эукариоты • Как правило, первый ATG-кодон. Иногда – второй, редко -третий Элонгация трансляции Цикл элонгации трансляции Терминация трансляции Сопряжение транскрипции и трансляции у прокариот Рибосома РНК полимераза Сопряжение транскрипции и трансляции у прокариот Перенос информации у эукариот РНК полимераза мРНК Вырезанный интрон Ядро Экзон Сплайсосома Пре-мРНК Интрон Рибосомы Полисомы Полисомы Супрессорные тРНК • т-РНК с антикодоном к стоп-кодону Загадка • А что, если мРНК кончилась, а стоп-кодон не найден? Кодоны, которые надо знать • Стартовый (инициаторный) • Дополнительные старт-кодоны GTG,TTG • Стоп-кодоны Рамка считывания 5’gagttttatcgcttccatgacgcagaagtt 5’gagttttatcgcttccatgacgcagaagtt E F Y R F H D A E V 5’gagttttatcgcttccatgacgcagaagtt S F I A S M T Q K 5’gagttttatcgcttccatgacgcagaagtt V L S L P * R R S ctcaaaatagcgaaggtactgcatcttcaa5’ H K I A E M V Y F N ctcaaaatagcgaaggtactgcatcttcaa5’ T K D S G H R L L ctcaaaatagcgaaggtactgcatcttcaa5’ N * R K G S T S T Открытая рамка (ORF) Рамка от старт-кодона до стоп-кодона gagttttatcgcttccatgacgcagaagttaacactttcggatatttctgatgagtcgaa aaattatcttgataaagcaggaattactactgcttgtttacgaattaaatcgaagtggac tgctggcggaaa ATG aga aaa ttc gac cta tcc ttg cgc agc tcg aga agc tct acc ttt gcg acc ttt cgc cat caa cta acg att ctg tca aaa act gac gcg ttg gat gag gag aag tgg ctt aat atg ctt ggc acg ttc gtc aag gac tgg ttt aga tat gag tca cat ttt gtt cat ggt aga gat tct ctt gtt gac att tta aaa gag cgt gga tta cta tct gag tcc gat gct gtt caa cca cta ata ggt aag aaa tca TGA gtcaagttactgaacaatccgtacgtttccagaccgctttggcctctattaagctcattc aggcttctgccgttttggattTAAccgaag ATG att tcg att ttc TGAcgagta acaaagtttggattgctactgaccgctctcgtgctcgtcgctgcgttgaggcttgcgttt ATG gta cgc tgg act ttg tgg gat acc ctc gct ttc ctg ctc ctg ttg agt tta ttg ctg ccg tca ttg ctt att ATG ttc atc ccg tca aca ttc aaa cgg cct gtc tca tca tgg aag gcg ctg aat tta cgg aaa aca tta tta ATG gcg tcg agc gtc cgg tta aag ccg ctg aat tgt tcg cgt tta cct tgc gtg tac gcg cag gaa aca ctg acg ttc tta ctg acg cag aag aaa acg tgc gtc aaa aat tac gtg cgg aag gag TGAtgtaatgtcTAAaggTAAaaaacgttctggcgctcgccctggtcgtccgcag ccgttgcgaggtacTAAaggcaagcgTAAaggcgctcgtctttggtatgtaggtggtcaa caattttaattgcaggggcttcggccccttacttgaggataaattatgtcTAAtattcaa actgg Слова • Трансляция • Генетический код • Антикодоновая петля и Акцепторный стебель тРНК • Заряженная (аминоацелированная) тРНК • Матричная РНК • Сайт связывания рибосом (RBS) • Старт-кодон(ы) и Стоп-кодоны • Первый остаток в белке • Терминация трансляции • Рамка считывания • ORF Репликация ДНК Репликация ДНК (Мезельсон-Сталь, 1958) Инициация репликации ДНК Матричный ступенчатый синтез ДНК ДНК-полимераза III ДНК-полимераза III Проблема полярности; фрагменты Окадзаки Еще про репликацию • Размеры фрагментов Оказаки = 1..2 т.н.п • Скорость репликации – около 1000 пар оснований в секунду. • Количество вилок до 6 Варианты репликации Хромосома прокариот Хромосома эукариот Теломера • Хромосома эукариот линейная • Репликация начинается с праймера • При каждой репликации конец хромосомы укорачивается • Клетка человека может делиться 42 раза ЗАГАДКА Слова • • • • • • • • • • Репликация ДНК Направление синтеза новой ДНК Инициация репликации Праймер Репликационная вилка Фрагменты Оказаки Репликационная вилка Репликация в прокариотах Репликация в эукариотах Репликация типа катящегося колеса Рекомбинация Ник Структура Холидея Транспозиция Выщепление Интеграция в другое место Ретропозиция и ретровирусы РНК Обратная транскрипция ДНК Итреграция Хромосома Транскрипция РНК кДНК ДНК Транскрипция Пре-мРНК Сплайсинг Зрелая РНК Обратная транскрипция Комплементарная ДНК, кДНК, cDNA. ДНК без интронов Другие процессы • • • • Трансформация Трансдукция Репарация Редактирование РНК 3.Регуляция Уровни регуляции • • • • • • • • • Структура хроматина Модификация ДНК Транскрипция Сплайсинг Стабильность мРНК Трансляция Стабильность белка Модификация белка Ингибирование белка Регуляция транскрипции у прокариот • Фактор транскрипции: взаимодействие с РНК-полимеразой – репрессоры – активаторы • Лиганд (корепрессор, эффектор): – способствует/препятствует связыванию с ДНК Регуляция транскрипции trp оперона Репрессор TrpR - ДНК Репрессор TrpR – ДНК (модель) Репрессор TrpR - триптофан Почему димер? Концентрация лиганда Димер Эффективность репрессии Эффективность репрессии Мономер Концентрация лиганда cgtagtagctattact tgttatagctactacg cgtagtagctcttacc agtgatagctaccacg cgtaacagcaattacg cgtagtagctattacg cgtgatagctactaca cgtaatagctattacg Палиндром – самокомплементарная последовательность Механизмы действия • • • • Связывается с оператором Закрывает промотор Меняет структуру ДНК Взаимодействует с РНК полимеразой Область действия оператора • Несколько совместно транскрибируемых генов (оперон) Примеры • триптофановый репрессор – биосинтез триптофана – связан с ДНК при наличии триптофана • лактозный репрессор – катаболизм (использование) лактозы – связан с ДНК при отсутствии лактозы • арабинозный активатор – катаболизм (использование) арабинозы – связан с ДНК при наличии арабинозы Катаболитная репрессия • CRP – активатор генов катаболизма глюкозы – репрессор генов катаболизма других сахаров • Локальные активаторы и репрессоры – арабинозный активатор – лактозный репрессор Эффектор необязательно вещество • • • • • • • Повышение температуры (тепловой шок) Понижение температуры (холодовой шок) Повреждение ДНК Перенаселенность Общий стресс (например, голод) Окислительный стресс Осмотическое давление Примеры • Концентрация Fe2+ говорит о том, что бактерия находится внутри организма и пора включать патогенность • Перенаселенность V.Fisheri в световом органе удильщика является сигналом для свечения. Отрицательная обратная связь промоторы Метаболические гены Ген-репрессор оператор репрессия Активация Регуляция фага λ cro cI Регуляция трансляции Рибосома SD AUG 5’ 5’ Антисмысловая АнтиСенс РНК 5’ Регуляция транскрипции у эукариот Передача сигнала у эукариот • Рецепторы – специфичность • Каскад – усиление • Сеть – объединение • Адаптация затухание Генная сеть
