Рыбчин - Основы генетической инженерии - 2002 (947310), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Сайт АА1)ААА в конце мРЫК является сигналом для отщепления концевой части транскрипта и полиаденилирования мРНК. Окончание табл. 1.1 Зукариоты Злсменты аппа ата Прокариоты Коллинсарна гену или оперону мР11К туансляс(ая 70З (503 + 308) Послсловательность с ядром АССА и первые коконы гена Рибосомы Саит связывания рибосом Ипициирующие колоны Термсинирующэсе колоны А(1О, изредка С ОС или П(3О ОАО, САА, Г)ОА 13АО, БАА„ЬОА * Здесь и далее в нуклсотидныс оста скобках через ксэсузо чср ткя. гу указаны альтернативныс ГЕНЫ ПРОКЛРИОТ Основные молекулярно-генетические сведения, касающиеся прокариот, полу сены при изучении клеток Юс)эее1с1па са16 Храяск1эпеп(ил.
Ипдивидуально работающий ген прокарипг состоит из трех обязательных элементов: промотора, белок-копирующей области и терминатора транскрипции (рис. 1.1). Координаты транскрибируемых нуклеотидов принято записывать с положигельным знаком, а нуклеотидов промоторов — с отрицательным. Отсчет нуклеотидов в генах велуг от первого транскрибируемого нуклеотида, обозначаемого +1. 16 ь[асть 1, Генное аннеенерон т ииэ Первичный транскрипт коллинеареп гену; на 5'- конце находится 7-метялгуанозин, а на 3'-конце— полиадсешловая цепочка.
"Зрелая" мР!1К образуется в процессе сплайсища. Возможны варианты за счет альтернативного сплайсиеэга 80З (606 + 40З) Посадка малой субьединипы опосреловапа кзпсайтом. Сборка целой рибосомы происхсэлит на сайте ССС(А,сО)*ССА!)ОО, включающем инициируюэций колон А(ЗО Глава 1.! ены 17 ЗТЦАСА ТАТААТ САТ -10, ''-! ! 2 координаты сватов и нуклсотилов Зл Балок коли рую оса я час~ ь днк Д ' Транскрилиня ! ы 3' нрнк 'о А А ЦАС Г!Г2А Аглл ццс! Трансляция т Белок Соон и 'о и' !! Рис.
1.1 Строение гена прокариот и зтапы его зкспрессии. Приведены последовательности нуклсотидов в консервативных участках промотора и в стартовом еайте транскрипции На мРНК указаны возможные инициирующие и терлсинирующие колоны р — промотор; ! — терминатор транскриппии, я — инициирующий колон, я — терминирующий нодон Транскрипцию у бактерий ведет общак для всех генов РНК- полимераза, состоящая из 5 субъсдиниц: лвух сс и по одной 13, 13' и а. Распознавание промоторов РНК-полимеразой осуществляется с помощью ее а-субъединицы.
У клеток Е. сод известно 6 различных су-субъединиц и„соответственно, 6 разных типов промоторов. Они используются для дифференцированной транскрипции определенных групп генов, имеющих промоторы сходного строения. Субьединица пн' (цифровой индекс обозначает ее массу в килодальтонах) участвует в транскрипции подавляющего большинства генов, другис о-субъединицы — в специальных случаях (табл.
1.2). Все промоторы имеют две консервативные последовательности. Одна из них необходимадля узнавания, а другая — для тесного связывания промотора с РНК-полимеразой. В стандартном промоторе„распознаваемом субъединицей о", первая последовательность с консенсусом ТТОАСА (здесь и далее последовательность нуклеотидов указывается в направлении 5 ' — >3') центрируется около координаты -35, а вторая (консенсус ТАТААТ) — около отметки — 10 ог старта транскрипции. Положения обеих последовательностей в стандартных промоторах несколько различаются, но в 90 % случаях они разлеляются 1б — 18 п.н.
3'-концевой нуклеотид последовательности — 03 отстоит от первого транскрибируемого нуклеотила в среднем на расстоянии б — 7 п.н. Первым транскрибируемым пуклеотидом у ~енов Е со)1 в половине случаев является дезоксиаденознн. Соседние с ним нуклеотиды представлены в основном дсзоксицитидином (координата — 1) и тнмидином (координата +2). Локализация консервативных послеловательпостей в пестацдартнььх промоторах иная, но для единообразия их также обозначакп. — -35 и -10. Таблица 1.2 Сигма-субъеляаицы РНК-аелямеразы Е.
со)1 к структура распознаваемых нми пп омотороа Назначение субъелннип Субь- слинипа Ген ою и 1б — 18 6 ГГОАСА СТО ОХЛ ТАТАМ ТГССА пюО гоо1Ч 3 — 15 15 СССТТСАА СССОА Г1ЧТ СТАЛА ОССОАТ ЛА г1юН г'1!А цюЕ Сигналами завершения синтеза мРНК являются терминаторы транскрипции (см. обзор Рпейпап ег а!, 1987), информация о которых содержится, конечно, в ДН К, но их пространственная структура складывается и функционируег на синтезируемой мРНК. Для балыпинства генов Е. со(г наличие этих сигналов достаточно для терминации транскрипции, но некоторые бактериальные и многие фаговые гены требуют присутствия дополнительного фактора — Ию. К)зо-независимые терминаторы имеют два характерных участка.
Первый участок содержит инвертированные С С-богатые последовательности нуклеотидов разной протяженности, образующие в мРНК шпильки длиной 7 — 20 п.н. Через 7 — 9 нуклеотидов после шпильки находится второй участок, состоящий приблизительно 18 Часть!. Генная ннзненерия и тгко Число п.н. Консенсус в Консенсус в боксе -35 боксе -10 между боксами Общее Ассимиляция азота Окислительный стресс Тепловой шок Флагеллы, хемстаксис Сверхтепловой шок Глава 1. Гены 19 из 6 уридиновых остатков (рис.
1.2). На первом участке движение РНК-полимеразы по ДНК замедляется и даже останавливается, а на втором — РНК-полимераза отсоедицяется от ДНК. Характерной особенностью К!ю-зависимых терминаторов является наличие шпильки и обогащенность (до 40 %) концевого участка транскрипта длиной 50 — 90 нуклеотидов цитидиловыми остатками и его обедненность (до 15 %) гуанидиловыми остатками. В таких участках Ию-фактор связывается с мРНК, лвигаясь влоль нее, догоняет РНК-полимеразу, "застрявшую" на шпильке, и способствует ее отсоелинению от ДНК.
Подобные структуры (С-богатый — О- бедный участок с последующей шпилькой) встречаются и в сере- лине генов, но в этом случае действию Кйо-фактора препятствуют рибосомы, осуществляющие синтез белка. явз мгик ив лооло оо ивам ыц гьзггнк лццссцсслс ц з — — —-- ~ л ~я г т иисьо с с о ~л с а Рис. 1.2. Строение сайта связывания рибосом (КВ$) и Ию-независимого терминатора транскрипции (1) Е. соП. ЯЭ вЂ” последовательность Шайна — Далгарпо Тралс,ищия. Образовавшиеся в процессе транскрипции генов мРНК состоят из лидерной (5'), белок-кодирующей и концевой (3') частей. Трансляция гена начинается с посадки рибосом на участок КВБ (пбозогпе (япг)1пя зйе), находящийся в лидерной части мРН К.
Эффективность связывания рибосом (и, соответственно, трансляции) зависит от лвух факторов. Во-первых, важно наличие в нем последовательности нуклеотидов, комплементарной 3'-концу 20 Часть 1. !енная инженерия и~ егео 16$ рРНК и находящейся на расстоянии 4 — 3 нуклеотидов от инициируюшего кодона АБО. Эту часть мРНК называют последовательностью Шайна — Далгарно (Я)-последовательность).
Она состоит из 5 — 9 нуклсотидов, ядром которых является последовательность АС ОА (см. рис. 1.2). Во-вторых, существенно отсутствие в лидерной части мРНК шпилечных структур, затрудняющих посадку рибосом. Поэтому с1роение сайта связывания рибосом КВБ индивидуально для каждого гена, так как, кроме ЯЭ-последовательности, он включает в себя несколько начальных колонов.
Белок-кодирующая часть мРНК ограничена инициирующим (обычно — А()О, реже — ОНО или сЛ1О) и терминирующими (()АА, НАО и НОА) кодонами. Триплет А()О кодирует метионин, по в начале синтезируемой полипептидной цепочки он определяет постановку измененной аминокислоты — формилметионина. В готовом белке эта аминокислота деформилируется или вооб1це отщепляется. Регуляция. Экспрессия вышеописанного гена конститугивна, т.
е. она не регулируется. Регуляция экспрессии генов прокариот осуществляется в основном на уровне транскрипции с помощью регуляторных белков. В этом случае регулируемые гены содержат рядом с промотором дополнительные элементы, т. е. специфические нуклеотидные последовательности, способные связывать регуляторные белки. Регуляция может быль негативной (осуществляется белками-репрессорами) или позитивной (осуществляется белками-активаторами). В названии способа регуляции отражен тот Факт, что в первом случае экспрессия гена подавляется при появлении в клетке активного белка-регулятора, а во второле— она без него невозможна (рис. 1 3). Синтез белков-регуляторов является конститутивным. В обоих случаях активными они либо синтезируются сразу, либо становятся после присоединения к ним определенных для каждого 1ена низко- молекулярных веществ. Если появление в клетке такого вещества приводит к инициации транскрипции, то его называют индуктором, а сам ген — ипдупируемым.
Если же ситуация обра"п1ая, то вегцество называют корепрессором, а ген — репрессируемым. При негативной регуляции перед геном, перекрываясь с промотором, расположен оператор, предназначенный лля связывания Глава 1. Гевьз 21 А. Нетзтнвный контроль Генуе уе сора 1 Незкпиний ~ Азпквньй репреасор, ' репрессор Ипдупнровзп Ф МптзвньпЗ Неви««нный репрессар, Иииуьтар преасор Репрессирован «р — Корспрессор уулаузезуу ила зеп Уйлуеселууилзги ееп Репресанровзи Ипзукировзи Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
