Презентация на тему "Транскрипция и биосинтез РНК"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Транскрипция и биосинтез РНК

• 
  Слайд 2
  

  В ходе транскрипции ферментная система преобразует генетическую информацию на участке двухцепочечной ДНК в цепь РНК с последовательностью оснований, комплементарной одной из цепей ДНК. Образуется три основных типа РНК: мРНК – кодирует аминокислотную последовательность одного или нескольких полипептидов, определяемую геном или набором генов тРНК – считывает информацию, закодированную в мРНК, и переносит соответствующую аминокислоту на растущую полипептидную цепь в ходе синтеза белка рРНК – входит в состав рибосом

• 
  Слайд 3
  

  При репликации обычно копируется целая хромосома, транскрипция же более избирательна. Одномоментно транскрибируются только отдельные гены или группы генов, а некоторые части генома ДНК не транскрибируются никогда. Всю совокупность молекул РНК, производимых клеткой в определенных условиях, называют транскриптом клетки.

• 
  Слайд 4

  Отличия транскрипции от репликации

  При описании транскрипции инициацию подразделяют на 2 самостоятельных этапа – связывание ДНК и инициацию синтеза РНК. Для транскрипции не требуется праймер В транскрипции участвуют только отдельные участки молекулы ДНК Матрицей для каждой молекулы РНК служит только одна цепь ДНК

• 
  Слайд 5
  

  Транскрипция у E.coli осуществляется РНК-полимеразой. ДНК временно раскручивается для синтеза цепи РНК, комплементарной одной из двух цепей в двойной спирали. В любой момент времени в раскрученном состоянии находится участок длиной около 17 п.н. РНК-полимераза и транскриптон по мере синтеза РНК двигаются слева направо вдоль ДНК. Молекула ДНК раскручивается впереди и закручивается позади пузырька. После обратного закручивания ДНК гибрид РНК-ДНК распадается, и цепь РНК высвобождается. РНК-полимераза находится в тесном контакте с ДНК впереди транскриптона, а также с разделенными цепями ДНК и РНК внутри и сразу за пузырьком. Через канал в белке к активному центру полимеразы поступают NTP. В процессе элонгации полимераза покрывает собой участок длиной около 35 п.н.

• 
  Слайд 6
  
• 
  Слайд 7
  
• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9
  
• 
  Слайд 10
  
• 
  Слайд 11
  
• 
  Слайд 12

  Транскрипция:выводы

  Транскрипцию катализируют ДНК-зависимые РНК-полимеразы, которые используют рибонуклеозид-5’-триофосфаты для синтеза молекул РНК, комплементарных матричной цепи ДНК-дуплекса. Транскрипция осуществляется в несколько этапов: связывание РНК-полимеразы с промоторным участком ДНК, инициация синтеза транскрипта, элонгация и терминация Для распознавания промотора бактериальная РНК-полимераза нуждается в специальной субъединице. Связывание РНК-полимеразы с промотором и инициация транскрипции тесно взаимосвязаны и составляют первый этап транскрипции. Транскрипция прекращается на последовательностях ДНК, называемых терминаторами. В эукариотических клетках есть три типа РНК-полимераз. Для связывания РНК-полимеразы II с ее промоторами необходимы белковые факторы транскрипции. Факторы элонгации участвуют в фазе элонгации. Длинный С-концевой домен самой крупной субъединицы РоIIIфосфорилирован на стадиях инициации и элонгации.

• 
  Слайд 13

  Процессинг РНК

• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15
  
• 
  Слайд 16
  
• 
  Слайд 17

  Обратная транскрипция

• 
  Слайд 18

  Строение бактериального оперона

  Регуляция биосинтеза белка у прокариот осуществляется на уровне изменения скорости синтеза мРНК. В настоящее время принята теория оперона, сформулированная Франсуа Жакобом и Жаком Моно. В основе теории лежат следующие понятия: оперон – группа тесно связанных между собой генов, которые программируют образование структурных белков и ферментов в клетке, конституитивные ферменты – те, которые присутствуют в клетках всегда, независимо от ее активности и условий, индуцибельные ферменты – те, которые программируются опероном и синтезируются при необходимости, ген-регулятор – ген, регулирующий работу оперона, но не входящий в его состав. Он синтезирует белок-регулятор (чаще называемый белок-репрессор), который может быть в активной или неактивной форме, ген-оператор – участок ДНК, способный связываться с белком-регулятором, и "решающий" нужно работать РНК-полимеразе или нет.

• 
  Слайд 19

  Регуляция экспрессии генов.

  Концентрация белка в клетке определяется сложным равновесием, как минимум, семи процессов, причем каждый процесс имеет несколько активных точек регуляции: Синтез первичных транскриптов РНК Посттранскрипционная модификация мРНК Расщепление мРНК Синтез белка Посттрансляционная модификация белка Компартментализация и транспорт белка Расщепление белка

• 
  Слайд 20

  Схема негативной индукции Жакоба и Моно

• 
  Слайд 21

  Схема позитивной индукции

  В Аra-опероне E. сoli 3 цистрона, которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар арабинозу. В норме оперон закрыт. Белок - репрессор связан с оператором.

• 
  Слайд 22

  Схема негативной репрессии

  N+1-ая молекула (лишняя) взаимодействует с активатором и он теряет способность активировать посадку РНК-полимеразы на промотор.

• 
  Слайд 23

  Регуляция транскрипции у эукариот

  Амплификация – это увеличение количества генов, точнее многократное копирование одного гена. Естественно, все полученные копии равнозначны и одинаково активно обеспечивают транскрипцию.

• 
  Слайд 24
  

  Энхансеры (англ. toenhance – усиливать) – это участки ДНК в 10-20 пар оснований, способные значительно усиливать экспрессию генов той же ДНК. В отличие от промоторов они значительно удалены от транскрипционного участка и могут располагаться от него в любом направлении (к 5'-концу или к 3'-концу). Сами энхансеры не кодируют какие-либо белки, но способны связываться с регуляторными белками (подавляющими транскрипцию).

• 
  Слайд 25
  

  Сайленсеры (англ. silence – молчание) – участки ДНК, в принципе схожие с энхансерами, но они способны замедлять транскрипцию генов, связываясь с регуляторными белками (которые ее активируют).

• 
  Слайд 26
  

  Перестройка генов. К подобным процессам относится кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом, и более сложный процесс – сайт-специфичная рекомбинация, которая изменяет положение и порядок нуклеотидных последовательностей в геноме. Процессинг мРНК – некоторые пре-мРНК подвергаются разным вариантам сплайсинга (альтернативный сплайсинг) в результате чего образуются разные мРНК, и соответственно, белки с разной функцией. Изменение стабильности мРНК – чем выше продолжительность жизни мРНК в цитозоле клетки, тем больше синтезируется соответствующего белка.