В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 17
Текст из файла (страница 17)
гл. 21). Помимо альтернативной транскрипции существует и альтернативный сплайсинг. Так ге1 ~ кап ьцитони на млекопитающих кодирует цве изофор мы мРН К; одна отвечает за кальцитонин щитовидной железы и состоит из первых четырех экзонов из б. Во второй мРН К, кодирующей белок, родственный СОКР мозга, отсутствует экзон 4 (рис. 4.15).
Альтернативный сплайсинг с пре-мРНК гена а-тропомиозина, в резуль- 77 Глгтни 4, Мнолгтургтнненся лргиннзойия гкнлмн Общий кодирующий экзон С Общий кодирующий экзон О 5чНекори- рующии зкзон В Калы)итани- 5чНекори новыи ген 5'" Рую~ции экэон А Кальцито- нин/СОР СОВР ---3' Кальцито- нин/СОР гяРНК- 5.. д транскрипт СОВР -"3' А Сайты поли- айенипи- резания С О Процессинг РНК Зрелая мРНК Бь- ) Трансляция мРНК щий Кэльци- Ф кн цсщ й 4 кэ: лдв "" Белок 17,4 кД ! Белок 15,9 кД Протеолитический лроцессинг Первичный продукт трансляции Зрелые полипептиды Кальцитонин 32 аминокислоты остатка СОВР 37 аминаючслстнык остатков ОООН ~И~ чн концевой пептид 183 аминокислотных остатка) чс'концевой лентапептид чн концевой пептид 181 аминокислатный остаток) Рис.
4. 15. Ачьтернатнвныс сайты полнаденилнроеания в кальцитоняновом гене. (По: Айала и Кайгер, 1988) В резун~тате альтернативного сплайсинга образуется мРНК двух типов, которые различаются по составу 3'-концов тате которого в зрелой мРНК отсутствуют зкзоны с 5' и 3'-концов и середины гена, представлен на рис. 3.8. Этн различные формы мРНК были обнаружены в мышцах, мозге и фибробластах. 4.3Л. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНОВ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ Ь$АТРИЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ Биохимические процессы в клетке принято делить на матричные и нематричные.
К матричным относят синтез ДН К, РНК и белков, их созревание и модификацию, а к нематричным — синтез низкомолекулярных соединений: аминокислот, азотистых оснований, сахаров. В зависимости от того, какие именно процессы контролируют те или иные гены, их подразделякп на: тн 9/и лп, Г ГМлт//л /г//С///ик// ° ~сгпя, конгролирунлцис структуру белков, когорыс участвуют и процессах синтеза ами~ юкислот, азотистых основш ~ий, сахаров; ° гены, отвечаюгцие за синтез рибосомг юй и транспортной РН К; ° гены, контролирующие синтез белков, которые обеспечивают матричные процессы: репликацию, транскрипцию и трансляцию.
По другой классификации гены делят на три класса в зависимости от типа РН К- поли меразы, которая их транскрибирует: р ° шны рибосомных РНК: 188, 5,88, 288, транскрибируемые РНК-полиме азой 1; ° шны, кодирующие белки, транскрибируемые РНК-полимеразой 11; ° гены 5 Бр РН К, тРНК, мя (малых ядерных) РНК, транскрибируемые РНК-полимеразой И1. 4.3.2. ГЕНЫ РИБОСОМНОЙ РНК 1Ь гы рРН К организованы в мультигенное семейство. Число рибосомных генов )88 и 288 колеблется от 100 у мыши до 280 у человека и 780 у шпорцевой лягушки (Хепорил).
Для обеспечения синтеза многочисленных белков в клетке нужны рибосомы, а и их образовании участвуют различные фракции РНК. Рибосомные гены, как правило, локализованы в районе ядрышкового организатора (ЯОР). После отхождения Кластер Межгенный Кластер рРНК-генсв спейсер рРНК-генсв 2300 п.н. 156 п.н. 4200 п.н. н — — г/ / щ,~ /,.///к $ Рис.
4. 16. Кластеры трех рибосомных генов (188, 5 88 288) разделены нстранскрибиру- смыми спейсерами. (Из: Сингер и Берг, 1998) Кластер Межгенный РРНК-генсв спейсер ,*.;. сс . ",пгс /1 / / / / / / / / / / / 106 / 5'ЕТ8 188 5 8-14 т.п.н. -~( 1Т6 5,86 3' 1Т8 288 3' ЕТ8 79 !лини и й(иимуриин< иин иГминиаииии минин нлрьппка ог:лого учаглки образустсн нторичния перст>гжкн и спутник, который цс всегда знмезсн нри снетоной микроскопии. Класзеры генош 188ь 5,85- и 28В-рРН К тш ~дем~ ю ноигорнюгсн н районе ядр ы ш ко ного орга~ ~ изатора.
Эти три гена разделе ~ ~ и двумя транскрибируемыми спейсерами (1ТЯ), имеются также внешние спейссры (ВТЯ) и межкластерныс спейсеры (1Саб) с промотором и терминатором (рис. 4.1Ь). У человека рибосомные гены 785, 5,85 и 285 расположены в коротких плечах нкроцентрических хромосом: 13, 14, 15, 21, 22; для них характерна также тандемная ор~анизация н районах ядрышковых организаторов. В геноме наблюдается индивидуальная и возрастная изменчивость по числу копий на хромосому.
Гены 55 рРН К (120 и н ) также умеренно повторены в геноме. У человека имеется около 2 000 таких генов. Причем они локализованы отдельно от других рибосомных генов. Фракция 55-рРНК входит в состав большой субъединицы эукариотической рибосомы, гены этого типа, как правило, локализованы вне ядрышкового организатора. Для генов 55-рРНК характерны следующие особенности: ° как правило, онн имеют кластерную организацию; ° в одну единицу повтора входит ген и его псевдоген ° гены 55-р РН К в соматических клетках и ооцитах могут несколько отличатьсн по последовательности нуклеотидов; ° частота повтора генов 5Я-рРНК достигает 2000 у человека и 24000 у лягушки Хепорик 4.3.3.
ГЕНЫ, КОДИРУЮЩИЕ СТРУКТУРНЫЕ БЕЛКИ И фЕРЬ$ЕНТЫ В состав эукариотического гена, кодирующего полипептидную цепь, входят: структурная часть и фланкирующие регуляторные участки с 5'и 3'-сторон. Структуру эукариотического гена рассмотрим на примере В-глобинового гена, состоящего из 3 экзонов и 2 интронов (рис. 4.14). Межлу первым и вторым экзоном расположен интрон 1ЧЯ-1, а между вторым и третьим — !ЧВ-2. Последовательности этих интронов идентичны у бъ у- и б-генов, но отличаются от последовательности более коротких интронов у а-глобиновых генов.
В промоторе б-глобинового гена человека, наряду с ТАТА- и СААТ-боксами, расположенными на расстоянии от точки инициации транскрипции в 30 и 80 пар нуклеотидов, соответственно, имеется еще и третий элемент РнСРнССС, где Рн — пурин. АСАТТТС вЂ” кэп-последовательность кодирует 5'-конец РН К, к которому после синтеза первых трех десятков нуклеотидов присоединяется, модифицированный в 7-м положении метилированный гуанозин-5'-трифосфат. Между сайтами инициации транскрипции и трансляции расположена лидери ая последовательность.
В (3-глобиновом гене сайт терми наци и расположен через 1000 нуклеотидов от ~ юследнего экзона. Сигналом к разрезанию РНК-цепи служит появление участка АА()ААА. Сделав разрез примерно через 20 оснований после АА()ААА-мотива н молекуле РН К, поли-А-полимераза присоединяет «хвост« из 220 остатков аденилоной кислоты. Однако транскрипция продолжается и после ААТААА-сайта до сайта тср- 80 Чисть /. Общим,иощтигги Экзоны Интроны 1 а2 а!! Ф! К чу ч ! Псевдогены Зародыш Отугробного развития до взрослого состояния р! Зародыш Утробное развитие От рождения до взрослого состояния Рис.
4. т г. Кластеры глобиновых генов в хромосомах 16(а) и 11(б) человека и стадии р:понтия, на которых они экспрессируются. (По: В!шве!, 1998) минации транскрипции. В этой 3'-концевой зоне (через 600 — 900 оснований после ЛЛТААА-сайга) расположен энхансер, необходимый для организации экспрессии (1-глобинового гена в прецшественниках зрелых эритроцитов. С 5'-стороны за 6-22 тнг.гг.
цо кластера (3-глобиновых генов расположена область, называемая 1 СК (от ш ! гл. ггтсит ос!гул!гоп герои), включающая несколько эритроидспецифичных энхансергю, ! голожение которых совпадает с положением участков гиперчувсгвительности к ДН Козе-1. В участкахгиперчувствительности И-1Чкартированымногочисленныеучастки снязьнгания различных транскрипциионных факторов. Подробнее об этом регулятор! юм участке в связи с особенностями его функционирования см. в гл. 12. (Ьньг глобинов человека образуют цва мульти генных семейства. о -Рлобиновые ге! гы локализованы в коротком плече 16-й хромосомы в следующей последовательности: Ч-ген, коцирующий г;цепи эмбриональных гемоглобинов Сотоег 1 и Роп!апг( 1, затем три псеадогена — трг, и чга2, тра! и к 3'-концу в этом кластере — а2- и а1-гены (рис.
4.17, и). Кластер (3-генов расположен в коротком плече 11-й хромосомы (11р) н елецуюшей послецовательн ости: в-ген эмбриональной цепи; цва гена фетал ьггых !гепей гемоглобина НЬР— Ау и Оу, которые отличаются по одному коцону; псевлопы ! !)-цепи; б-ген, коцируюший б-цепь гемоглобина взрослого человека НЬА2 и !)- пл г (рис. 4.17, б). В такой же последовательности эти гены начинают функционировать гш р пличных эгапах онтогенеза. Кластерная организация глобиновых генов напомиг шот о! герон ную структуру прокариот. Оцнако у прокариот в структуре о перона есть обгцие рсгулягорные послецовательности: промотор, оператор, терминаюр. В то время как каждый из глоби новых генов имеет свои ретуляторные послецователь ности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
