загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація , перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

регуляції синтезу іРНК І БІЛКА

Всі клітини організму, як би вони не були диференційовані, як правило, тотожні за генотипом. У кожній клітині 'є всі хромосоми і весь набір властивих даному організму генів. Однак клітини різних тканин будь-якого організму відрізняються за якісним і кількісним складом [білків. Відмінності спостерігаються навіть в одній клітці в різний | час. Це говорить про те, що в клітці транскрибируются не всі Ггени відразу, а тільки ті, які кодують білки і ферменти, ^ необхідні клітці в даний момент для виконання її функ-| цій. Звідси випливає, що в клітці має існувати меха-пнізм, регулюючий активність генів і забезпечує в ргужное час синтез необхідних їй білків в достатній ^ кількості. На підставі вивчення синтезу ферментів у кишечнику-1ной палички французькі генетики Ф. Жакоб і Ж. Моно перед-рюжілі теорію індукції (збудження) і репресії (придушення) I білкового синтезу.

I За теорією Ф. Жакоба і Ж. Моно, гени, що впливають на синтез рсакого-то ферменту або білка, розташовані в молекулі ДНК Послідовно один за одним в порядку їх впливу на хід Цреакціі синтезу. Такі гени були названі структурними. Шеред групою структурних генів розташований загальний для них щген-оператор, а перед ним - промотор. В цілому ця функціональна група називається опероном. На структурних генах опе-| рона утворюється одна спільна молекула іРНК (поліцістронной іРНК), так як структурні гени знаходяться одночасно в активному або неактивному стані. У тій же молекулі ДНК на деякій відстані розташований ген-регулятор, під контролем якого виробляється білок, званий репрессором. Молекула репрессора має два специфічних ділянки - один для приєднання до оператора, інший для зв'язування індуктора. Приєднуючись до оператора, репрессор блокує транскрипцію. Коли ферменти на даному опероном не синтезуються, репрессор з'єднаний з геном-оператором. Синтез ферменту починається під впливом індуктора. Індуктором є певна хімічна сполука, яка служить матеріалом для даного ферменту, або подібне з ним речовина. Індуктор з'єднується з репрессором і інактивує його. Оператор звільняється, починається синтез іРНК на структурних генах і відповідно синтез ферменту.

Розглянемо принципи функціонування оперона на прикладі регуляції синтезу ферментів, що у засвоєнні лактози кишковою паличкою (рис. 40). У лактозного опероном три структурних гена (Гень генг, Гензо). Вони займають ділянку, що включає близько 6000 нуклеотидних пар. Першим йде ген, що визначає структуру молекули р-галактозидази, другий - ген, що кодує галактозідпермеазу, і третім - ген, що кодує галактозідтрансацетілазу. Всі три гени транскрибуються-ються разом. РНК-полімераза приєднується до промотор і просувається уздовж оперона, транскрібіруя його.

Активність структурних генів регулюється білком-репресія-ром, який кодується геном-регулятором. Репрессор виробляється в невеликій кількості безперервно і, якщо немає в живильному середовищі лактози, прикріплюється до оператора, перешкоджаючи просуванню РНК-полімерази від промотора до структурних генам. Гени виявляються репресованими, і синтез трьох кодованих ними ферментів не здійснюється. При надходженні в клітину лактози вона швидко зв'язується з молекулами репрессора, звільняючи ген-оператор. Це веде до того, що РНК полімерази приєднується до промотор і просувається уздовж оперона, по черзі транскрібіруя всі три гена. В результаті синтезуються ферменти, що розщеплюють лактозу. Індукція викликається тим, що білок-репрессор не прикріпляються до оператора. Після повної утилізації лактози білок-репрессор звільняється і знову зв'язується з геном-оператором, і процес синтезу вже непотрібних ферментів припиняється.

Опероном анаболічних ферментів, амінокислот і азотистих основ функціонують за принципом зворотного зв'язку. У цьому випадку синтез ферментів йде тільки до тих пір, поки кінцевого продукту в клітці недостатньо. Надлишок продукту репресує синтез ферментів, що беруть участь у його утворенні.

Механізми регуляції у еукаріот значно складніше і менш вивчені. Це пов'язано зі складною дифференцировкой клітин різних органів і тканин. У еукаріотів виявлені гени, що проявляють активність у всіх клітинах організму. Вони відповідальні за освіту структур, загальних для всіх клітин. Є гени, дія яких проявляється тільки в спеціалізованих тканинах. Крім того, є гени, відповідальні за виконання обмежених функцій - синтез гемоглобіну, кератину волосся і т. д. Це говорить про те, що і у еукаріот мають бути механізми регуляції генів. Можливо, еукаріоти використовують такий же механізм регуляції синтезу білків, як і прокаріоти, але, крім того, у них є й інші процеси регуляції, характерні для цих організмів.

У еукаріотів можливе одночасне групове придушення активності генів: у всьому ядрі, в цілій хромосомі або у великому її ділянці. Передбачається, що така репресія генів здійснюється значною мірою гистонами - основними білками, які входять до складу хромосом еукаріот. Прикладом групової регуляції активності генів є повне припинення транскрипції всіх генів при спермиогенез у тварин. Вважають, що таке вимикання всіх генів при утворенні сперміїв і поступова їх дерепресія при ембріогенезі пов'язані зі змінами білкових компонентів хромосом. Групове вимикання активності генів в одній з Х-хромосом спостерігається в онтогенезі у самок ссавців, що володіють двома Х-хромосом. У цих хромосомах знаходяться гени, що детермінують диференціювання статі на ранніх стадіях онтогенезу. Потім одна з Х-хромосом інактивується, перетворюючись на так зване тільце Барра. Цим досягається збалансованість ефекту генів з Х-хромосом у самок і самців.

Мається багато прикладів, що вказують на велику роль гормонів у регуляції активності генів. Ми вже розбирали питання про те, що в гігантських хромосомах двокрилих можна виявити активно транскрибується ділянки, які стають розпушений і спостерігаються у вигляді пуфф. Пуфф з'являються на різних стадіях розвитку в різних ділянках хромосом. Якщо вводити гормон екдізон особинам, у яких виділення гормону ще не розпочиналося, то можна домогтися появи пуфф, як при природній секреції гормону. Спочатку спостерігається поява "ранніх" пуфф, а через 3-10 год мається вже близько 100 «пізніх» пуфф.

Гормон щитовидної залози, очевидно, впливає на прояв активності генів, що обумовлюють процеси метаморфоза. При додаванні цього гормону в середу відбувається швидке перетворення пуголовків в жаб. Відомо, що гормон підшлункової залози інсулін нормалізує вміст глюкози в крові. Вебер встановив, що інсулін активує три гени, які кодують ферменти, які використовують глюкозу (гліколіз і синтез глікогену), і в той же час він є репрессором для чотирьох генів, які кодують ферменти, що впливають на гли-конеогенез (синтез глюкози з неуглеводістих речовин) .

В останні роки досліджується роль гістонів і негістонових хромосомних білків у регуляції дії генів. Дослідження показують, що гістони, мабуть, тормозяще діють на синтез РНК. Наприклад, у бобових білок глобулін in vivo утворюється тільки в сім'ядолях. Однак якщо видалити з хроматину інших частин рослини гістонові компоненти, то і в них in vitro буде синтезуватися той же глобулін. Це говорить про те, що гістони, мабуть, блокують гени. Негістонові хромосомні білки представлені великим різноманіттям, виявлено різне їх вміст у хроматині різних тканин на різних стадіях розвитку. Передбачається, що вони також беруть участь у регуляції синтезу білка - знімають блокуючу дію гістонів. Однак регуляторна функція гістонів і негістонових білків поки точно не з'ясована. До механізмів регуляції синтезу білка відноситься синтез додаткової ДНК, яка потім надходить у цитоплазму. У цитоплазмі на ДНК синтезується іРНК, а на ній білки, необхідні для клітини. У яйцеклітинах амфібій і цитоплазмі риб в період росту і дозрівання ооцитів було виявлено велику кількість активної ДНК.

Таким чином, ДНК ядра може утворювати фракції, що переходять у цитоплазму; і синтез білка може регулюватися не тільки придушенням, а й посиленням дії генів. Проблема регуляції дії генів у вищих організмів має велике практичне значення в тваринництві та медицині. Структура ДНК визначає хімічну будову і функції білків, тобто їх якісний склад. Але в процесах розвитку та життя організму дуже важливе значення має і кількість синтезованого білка, а це пов'язано з регуляцією активності генів. Встановлення факторів, що регулюють синтез білка, розкрило б широкі можливості управління онтогенезом, створення тварин з більш високим рівнем продуктивності і кращої стійкістю до різного роду хвороб.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " регуляції синтезу іРНК І БІЛКА "
  1. Рибонуклеїнові кислоти вірусів грипу
    М. В. Лонсі (М. W. PONS) I. ВСТУП Вірус грипу має унікальний в порівнянні з іншими вірусами тварин спектр біологічних властивостей. Він має здатність. До множинної реактивації (Hoyle, Liu, 1951), утворення неповних вірусних частинок (von Magnus, 1954), чутливий до антіноміціну D (Barry et al., 1962), його нуклеїнова кислота неінфекційні-і він має здатність до
  2. ПРИНЦИПИ ВІРУСОЛОГІЇ
    Кеннет Л. Тайлер, Бернард Н. Філдс (Kenneth L. Tyier, Bernard N. Fields) Структура і класифікація вірусів. Типова вірусна частка (вирион) містить ядро, що складається з нуклеїнової кислоти - ДНК або РНК. Існує значна варіабельність структур і розмірів вірусних нуклеїнових кислот (табл. 128-1). Геноми з мінімальною мовляв. масою, як, наприклад, у парвовирусов, налічують 3-4
  3. ОБМІН кальцію, фосфору і кісткової тканини: кальційрегулюючих ГОРМОНИ
    Майкл Ф. Холік, Стефеп М. Крепі , Джої Т. Поттс, молодший (Michael F. Holick, Stephen M. Krone, John T. Potts, Jr.) Структура і метаболізм кісткової тканини (див. гл. 337) Кость - це динамічна тканину, постійно перебудовували протягом життя людини . Кістки скелета добре васкулярізована і отримують приблизно 10% хвилинного об'єму крові. Будова щільною і губчастої кісток
  4. Р
    + + + рабдовіруси (Rhabdoviridae), пестівіруси, сімейства вірусів, що містять однонитчатим несегментірованной РНК лінійної форми; молекулярна маса 3,5-4,6 X 106 дальтон. Віріони пулевідной форми, їх діаметр близько 70 нм, довжиною від 140 до 230 нм, мають мембраноподобная оболонкою, формуються в цитоплазмі брунькуванням з клітинних мембран. Вірус чутливий до дії жірорастворітелей,
  5. ПАТОГЕНЕЗ
    Традиційно, серед механізмів беруть участь у формуванні та підтримці нормального або зміненого АД прийнято виділяти: гемодинамічні фактори, що безпосередньо визначають рівень АТ і нейрогуморальні системи, що регулюють стан гемодинаміки на необхідному рівні шляхом впливу на гемодинамічні чинники. I. До гемодинамічним факторів належать: 1) Серцевий викид, або
  6. хронічна серцева недостатність
    Спроби дати повноцінне визначення даному стану робилися протягом декількох десятиліть. У міру розвитку медичної науки змінювалися уявлення про сутність серцевої недостатності, про причини призводять до її розвитку, патогенетичних механізмах, процеси, які відбуваються в самій серцевому м'язі і різних органах і тканинах організму в умовах неадекватного кровопостачання
  7. цироз печінки
    Вперше термін цирози печінки був запропонований Т. Н. Laenec (1819), який застосував його в своїй класичній монографії, що містить опис патологічної картини і деяких клінічних особливостей хвороби. Відповідно до визначення ВООЗ (1978), під цирозом печінки слід розуміти дифузний процес, що характеризується фіброзом і перебудовою нормальної архітектоніки печінки, що приводить до
  8. ФУНКЦІОНАЛЬНА СИСТЕМА «МАТИ - плацента - плід» (ФПК)
    В основі дітородної функції жінки лежать: 1. Оваріоменструальний цикл 2. Процес вагітності Поза вагітності гормональна регуляція здійснюється гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системою, яєчниками і щитовидною залозою. Під час вагітності на перше місце виходять гормони фетоплацентарного комплексу. Фетоплацентарний комплекс - це сукупність двох
  9. ПОЛОГОВОЇ АКТ.
    Це складний многозвеньевой фізіологічний акт. Рівні регуляції родового акту: 1 кора великих півкуль 2 підкіркові структури (гіпоталамо-гіпофізарна система, лімбічна система, ретикулярна формація) 3 гормони фетоплацентарного комплексу 4 спинний мозок і вегетативна нервова система 5 ефекторні ланка - гладком'язових клітина міометрія
  10. пізньогогестозу
    Тріада Цангемейстера - ОПГ-гестоз (О - набряки, П - протеїнурія, Г - гіпертензія). ОПГ-гестоз - це синдром поліорганної функціональної недостатності, що розвивається внаслідок вагітності і припиняється після переривання вагітності або її закінчення. Гестоз вагітних - це не самостійне захворювання, а синдром, обумовлений невідповідністю можливостей адаптації
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...