11. Регуляторные нуклеотиды.

цАМФ явл-ся циклич-ой __________ аденозина монофосфата, в кот. фосфатн. гр. соед-на и с 5-ым и с 3-им положениями моносахарида рибозы. Целый ряд нукл-од использ-ся клетками в кач-ве сигнальных мол-л и соотв-но, назыв. регуляторными нуклеотидами. Как и в цАМФ, они используются в роли глобальных сигналов. Гуопентинил аденозин – регулир. деление кл-к в растениях.

Аденилатциклазная реакция:

12. Модель оперона для управления генами. Lac-оперон.

Схема управл-я бактер-ми генами вперв. была предложена Франсуа Жакобом и Жаком Моно, использ-ть в кач-ве примера гены лактозы. Жакоб и Моно дали название различным элементам этой системы: репрессор, оператор, и т.д.

Мн. бакт-ые гены объединены в группу, кот. транскрибируется вместе из одной и той же начальной точки, образуя одного РНК-посредника. Кластер генов, включенных вместе при транскрибировании из одного и того же промотора, назыв. опероном.

(рисунок) Составные части оперона.

Несмотря на то, что высшие организмы имеют больше генов, чем бакт., они не имеют оперонов. Их гены регулируются по одному. Тем не менее, гены высш. орг-ов регулируются путем присоедин-я контролир-х б-ов, как глобальных, так и специфических, перед геном.

Некот-е опероны имеют только один ген, больш-во имеют от 2х до полудюжины и немногие имеют больше. Например, lac-оперон, кот-ый включает 3 гена : lac Z, lac Y, lac A. Включен lac-оперон или выкл-ен зависит от 2х регуляторных б-ов: lac L и Crp. Только когда репрессор lac L отсутствует и б-к Crp присутствует в кач-ве вспомагат-ого, РНК-полимераза способна присоединятся к промотору м создать РНК- посредника.

Lac-оперон: включен или выкл.(рисунок)

1. Регулирование активности генов с помощью антисмысловой рнк.

РНК-посредник транскрибируется с помощью только одной нити ДНК, выступающей в качестве матричной нити. Вторая нить ДНК не используется. Но, предположим, что мы все же использовали нематричную нить и транкрибировали из нее РНК. При этом должна получиться мол-ла РНК, комплиментарная по последовательности РНК-посреднику. Эта РНК называется антисмысловой-РНК , и она может образовывать пару со своей комплиментарной РНК-посредником также как две нити ДНК в исходном гене образуют пару друг с другом. Антисмысловая-РНК время от времени используется бактериями и высшими организмами в регуляции генов. Если содаётся антисмысловая-РНК, она образует пару с РНК-посредником и препятсвует ее присоединению к рибосоме. Соответственно, РНК-посредник не может участвовать в синтезе белка и данный ген отключается, даже если была образована РНК-посредник. На практике антисмысловая-РНК не образуется путем транскрибирования нематричной нити того же гена, что и РНК-посредник. Для создания анлисмысловой-РНК используется другой, отличный от данного «антиген». Бактериоферритин – белок, используемый бактериями для хранения лишних атомов железа. Ген bfr кодирует антисмысловую-РНК. Поскольку для блокировки РНК-посредника требуется всего лишь относительно короткая часть антисмысловой РНК, то последовательность антигена сходна с последовательностью исходного гена, однако она короче. Когда концентрация железа в культуральной среде невелика, бактериоферритин не требуется, но он образуется, если уровень содержания железа повышается. Сам по себе ген bfr транскрибируется для образования РНК-посредника в обоих случаях. Тем не менее, антиген bfr транскрибируется для создания антисмысловой РНК только при пониженном содержании железа. Это предотвращает синтез белка бактериоферритина при дефиците железа. Итак, чтоже вкл и выкл антиген bfr? Глобальный регуляторный белок, который называется «регулятор поглощения железа» (ISP), обнаруживает и присоединяет железо. Если имеется большое кол-во железа, ISP выступает в роли репрессора и прекращает транскрипцию дюжины или более оперонов, необходимых для адаптпции данной клетки к нехватке железа. В частности, ISP+железо откл ген anti-bfr, в результате чего начинается выработка бактериоферритина. Т.о., используя антисмысловую РНК, мы можем регулировать один ген в противоположность регулированию ряда других. Искуственно синтезированная антисмысловая РНК препятствует экспрессии генов или какому-либо другому процессу с участием РНК. Антисмысловая-РНК в настоящее время проходит эксперементальные испытания на способность задерживать развитие рака путем остановки деления хромосом.