|
Читайте также: |
Реализация наследственной информации, заключённой в генотипе организма, - это сложный процесс, который требует тонкой регуляции для того, чтобы в клетках разной тканевой принадлежности в определённое время в процессе развития организма обеспечить синтез специфических белков в необходимом количестве.
Все клетки многоклеточного организма, возникая из зиготы путём митоза, получают полноценный набор генетической информации. Несмотря на это, они отличаются друг от друга по морфологическим и биохимическим признакам. В разных клетках функционируют неодинаковые части генома. Большая часть генома находится в клетках организма в неактивном, репрессированном, состоянии, и только 7 – 10% генов дерепрессированны, т.е. активно транскрибируются. Спектр функционирующих генов зависит от тканевой принадлежности клетки, от периода её жизненного цикла и стадии индивидуального развития организма.
Основная масса генов, активно функционирующих в большинстве клеток организма - это гены, которые обеспечивают синтез белков общего назначения (белки рибосом, гистоны, тубулины и т.д.), тРНК и рРНК. Транскрибирование этих генов обеспечивается соединением РНК- полимеразы с их промоторами и, видимо, не подчиняется каким – либо другим регулирующим воздействиям. Такие гены называют конститутивными. Другая группа генов, детерминирующих синтез специфических продуктов, в своём функционировании зависит от различных регулирующих факторов, её называют регулируемыми генами. Их активное функционирование, скорость и продолжительность транскрипции регулируются путём стимуляции или запрещения соединения РНК- полимеразы с промоторной областью гена. Белок является продуктом активности гена, следовательно, процесс дифференцировки клеток обусловлен тем, что разные гены включаются на разных этапах онтогенеза. Индукция и репрессия генов связаны с взаимодействием трех факторов: ядра, цитоплазмы и окружающей среды.
Важнейшим фактором регуляции генной активности являются элементы генома, отвечающие за синтез регуляторных белков, - гены-регуляторы. Соединяясь с определенными нуклеотидными последовательностями ДНК, предшествующими структурной части регулируемого гена, - операторами, белки-регуляторы способствуют или препятствуют соединению РНК- полимеразы с промотором. Если белок-регулятор взаимодействует с оператором, занимающим часть промотора или расположенным между ними и структурной частью гена, то это не даёт возможности РНК- полимеразе соединиться с промоторной последовательностью и осуществить транскрипцию. Такой белок называют репрессором, и в этом случае осуществляется негативныйконтроль экспрессии гена со стороны гена-регулятора. Если промотор обладает слабой способностью соединяться с РНК-полимеразой, а ему предшествует область, узнаваемая белком-регулятором, присоединение последнего непосредственно перед промотором к молекуле ДНК облегчает связывание РНК-полимеразы с промотором, в след за чем следует транскрипция. Такие белки называют активаторами (или апоиндукторами), а контроль экспрессии гена со стороны гена-регулятора – позитивным.
Наряду с генетическими факторами в регуляции экспрессии генов на стадии транскрипции принимают участие негенетические факторы – эффекторы. К ним относят вещества небелковой природы, взаимодействующие с белками- регуляторами и изменяющие их способность соединяться с нуклеотидными последовательностями операторов. В зависимости от результатов такого взаимодействия среди эффекторов различают индукторы, запускающие транскрипцию, и корепрессоры, препятствующие ей.
Показано, что на регуляцию генной активности влияет способность ДНК переходить из одной формы в другую. В настоящее время описано 6 форм ДНК (полиморфизм ДНК): А-форма, В-форма, С-форма, D-форма, Е-форма и Z-форма. При определенных условиях, связанных с изменениями концентрации солей и степени гидратации, А-форма может переходить в В-форму и наоборот. Предполагают, что эти взаимные переходы регулируют работу генов. Z-форма ДНК также может участвовать в регуляции экспрессии генов как близко расположенных, так и существенно удаленных от Z-участков.
Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 72 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |