1 / 27

Лекция 6

Лекция 6. Начало регуляции. Основные регуляторные события (механизмы) регуляции. Геном Транскриптом Протеом Метаболом Орган Организм Популяция Биосфера. Геном (прокариоты). Оперонная структура ( Lac- оперон) Независимое расположение генов

sema
Télécharger la présentation

Лекция 6

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Лекция 6 Начало регуляции

  2. Основные регуляторные события (механизмы) регуляции • Геном • Транскриптом • Протеом • Метаболом • Орган • Организм • Популяция • Биосфера

  3. Геном (прокариоты) • Оперонная структура (Lac-оперон) • Независимое расположение генов • Наличие внутри оперона дополнительных регуляторных элементов • Разнообразие структур – аттенюаторов, мест посадки репрессоров, шпилек-палиндромов, фрагментов генов, кодирующих антисмысловые молекулы РНК

  4. Транспорт сахаров (лактозы)

  5. www.kegg.org

  6. Глюкозо-6-фосфат Глюкоза Фруктозо-6-фосфат 1 2 ATP 3 -1 АТФ/моль глюкозы ATP ADP ADP -1 АТФ/моль глюкозы Фруктозо-1,6-бифосфат +2 НАДН/моль глюкозы 4 4 NADH NAD+ 1,3-дифосфоглицерат 5 6 Глицеральдегид-3-фосфат Дигидроксиацетон-фосфат ADP 7 +2 АТФ/моль глюкозы +2 АТФ/моль глюкозы ATP ADP ATP 9 8 10 Пируват 3-фосфоглицерат Фосфоенол-пируват 2-фосфоглицерат

  7. Расположение генов гликолиза(gapAи eno) у прокариот Bacillus subtilis (оперонное расположение)

  8. Расположение генов гликолиза(gapAи eno) у прокариот Mycoplasma gallisepticum (дискретное расположение) gapA Enolase

  9. Расположение генов гликолиза(gapAи eno) у прокариот Mycoplasma gallisepticum (дискретное расположение)

  10. GAPDH Расположение генов гликолиза(GAPDHи ENO) у эукариот Homo sapiens Enolase

  11. Расположение генов гликолиза(GAPDHи ENO) у эукариот Mus musculus GAPDH Enolase

  12. индуктор

  13. Структура промоторов Е. Coli Pribnow box TATA box -10 box Сильные промоторы: хорошее соответствие консенсусу и правильный спейсинг Слабые промоторы: существенные отличия от консенсуса в -35 and -10 районах

  14. N N N N N N N N N C-G T-A C-G A-T C-G G-C A-T T-A T-A NNNNN NNNNN NNNNN NNNNN A-T A-T T-A C-G G-C T-A G-C A-T G-C N N N N N N N N N N N N N N N N N N C-G T-A C-G A-T C-G G-C A-T T-A T-A NNNNN NNNNN CIRCE HrcA TTAGCACTC---NNNNNNNNN---GAGTGCTAA 9 9 9

  15. сигма фактор определяет специфичность связывания РНК порлимеразы с промоторами Сравнение аминокислотных последовательностей ряда сигма факторов выявило наличие четырех консервативных участков участок 1 – подавление неспецифического связывания свободного сигма фактора с ДНК участок 2 (наиболее консервативный) – связывание с -10 боксом промотора участок 3 - (факультативный) связывание с -10 боксом промотора участок 4 – связывание с -35 боксом промотора E.Coli подавление неспецифического связывания РНК пол с ДНК B. Subtilis У Subtilis эту функцию выполняет другой белок

  16. сигмафакторузнаваемые промоторыструктура промотора-35 бокс-10 бокс s70 Большинство генов TTGACAT TATAATs32 Гены, активирующиеся при тепловом шоке TCTCNCCCTTGAA CCCCATNTAs28 Гены подвижности и хемотаксиса CTAAA CCGATATs38 Гены стационарной фазы и ответа на стрессы ? ? -24 Region -12 Regions54 Гены метаболизма азотаCTGGNA TTGCA

  17. Работа lac-оперона в клетках, содержащих нормальный геном и частичную копию генома с мутациями в lac-опероне и регуляторных генах (merodiploids) есть репрессор, работающий in trans есть cis-регуляторный элемент, мутации в котором препятствуют связыванию trans-репрессора

  18. Репрессор состоит из нескольких субъединиц. Мутации, затрагивающие одну субъединицу, влияют на способность всего репрессора связываться с индуктором, либо с оператором

  19. Наряду с главным оператором (О1) в лактозном опероне есть два «вспомогательных» оператора (О2 и О3). Уровень репрессии значительно снижается, если делетировать одновременно О2 и О3 тетрамер репрессора связывается одновременно с двумя участками узнавания на молекуле ДНК ДНК

  20. Репресор не препятствует связыванию РНК полимеразы с промотором Репрессия осуществляется на этапе перехода от открытого комплекса к элонгации

  21. Почему lac-оперон не работает, когда в среде есть и глюкоза и лактоза? Катаболитная репрессия ? В действительности - активация CAP – Catabolite Activator Protein (активатор катаболитных оперонов) Работает в комплексе с цикло-АМФ, уровень которого существенно повышается при недостатке глюкозы CAP активирует целый ряд оперонов, обеспечивающих синтез ферментов, необходимых для использования альтернативных продуктов питания (gal, галактозный оперон; ara, арабинозный оперон)

  22. CAPстимулирует образование открытого комплекса Участок связывания CAP находится перед промотором и содержит TGTGA последовательность Lac промотор и многие другие катаболитные промоторы являются очень слабыми. -35 бокс в этих промоторах сильно отличается от консенсуса Существуют мутанты laс промотора, которые обеспечивают транскрипцию без САP активатора

  23. Анаболитные опероны Должны активироваться в условиях недостатка тех веществ, в синтезе которых участвуют кодируемые опероном ферменты триптофановый оперон: триптофан (корепрессор) связывается с неактивной формой репрессора, превращая ее в активную

  24. 90%транскрипционных комплексов диссоциируют Преждевременная остановка транскрипции (attenuation) обеспечивает дополнительную репрессию В начале оперона находится короткая ORF, кодирующая так называемый лидерный пептид После этой рамки считывания находится сигнал терминации транскрипции

  25. У прокариот транскрипция и трансляция могут происходить одновременно При отсутствии триптофана рибосома задерживается на лидерной последовательности. Это смещает равновесие в сторону большой шпильки Регулируемые терминаторы транскрипции есть и в других анаболитных оперонах В гистидиновом опероне лидер содержит 7 кодонов гистидина

More Related