биологична информация, компонент за развитие на програмата се намира в клетките на организма ДНК.

Основната биологична функция на ДНК е да се съхранява, непрекъснато самообновяване, самостоятелно възпроизвеждане и предаване на генетична информация в клетката.

Genome - набор от гени в клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Видово-специфични генни и съдържа човешки 3 х 10 9 базови двойки. Тя включва 80-100 хиляди гени. Общата дължина на ДНК на хромозомите в диплоидни 174 см. В човешкия геном връзка групата 23 жени и 24 свързващи групи при мъжете, поради наличието на 23 сдвоени хромозоми X или Y-хромозома, докато жените само X и X хромозоми.

Понастоящем всички гени на функциите са разделени: I - структурна; II - функционална.

I.Strukturnye гени - от които има 35-40000, и носят информация:

• ензимен протеин,
• от хистони,
• последователност от нуклеотиди в РНК от различни видове.

Според структурата на структурните гени са разпределени в:

• независими или уникални гени,
• дублиращи гени
• счупени гени.

Независимите гени - ген, чиято транскрипция не е свързан с транскрипцията на други гени. Тяхната активност може да се регулира от хормони.

Дублиращи гени - гени е един от които може да бъде под формата на повторенията, повтаря стотици пъти, след тясно помежду си. Стотици повторения на един ген, наречен тандем.

генна фамилия - група от гени, кодиращи пептид. Например: 4 ген алфа-глобин верига на хемоглобин се намира в хромозома 16 и образуват едно семейство. Вторият семейството гени бета глобин верига на хемоглобина с 11 хромозома.

Умерено повтарящи се последователности, могат да съдържат от 1% до 90% от общата геном, т. Е. ДНК работи само 10%.

Клъстери на гени - група от различни гени, разположени в специфична хромозомна локуси и споделят общи функции. Например, хистонови протеини Н2А, Н2В, Н3, Н4.

Предимно гени - тези гени където има кодиращи и некодиращи последователности от триплети. Това е отличителна черта на структурата на много еукариотни гени, наречен "мозайка", т.е. Прекъсване части семантичните структурни гени. В човешкия геном, заедно с разбити гени са гени цистрон структура (всички триплети кодиращи), например гени тРНК, рРНК.

II. Функционални гени, се подразделят на:

• гени - модулатори, които усилват или отслабват ефекта на структурните гени (инхибитори интегратори модификатори);
• гени, регулиращи структурния ген (регулатори, оператори и препинателни гени);
• онкогени - на клетъчни или вирусни гени, експресия, които могат да доведат до развитието на неоплазми;
• прото-онкогени - нормални клетъчни гени, усилване или модифициране на функциите на който ги превръща в онкогени;
• туморни супресори - клетъчни гени, които контролират етапи на клетъчния цикъл, което инактивиране значително увеличава риска от тумори; възстановяване на функциите им, напротив, може да потисне растежа на туморни клетки.

Регулиране на експресията на гените на прокариотни тип индукция и korepressii (модел оперон).

Общите принципи на генетичен контрол на генната експресия

Активирането на структурните гени става чрез ген - гена и регулатор - оператор. При нормални условия, генът - контролерът е активен и синтезира протеини - регулатори. Ако протеинът - контролера комуникира с оператора, който заема част от промотор с РНК полимеразата не може да се свърже към промотор, транскрипция не е така. Такъв протеин се нарича репресор контрол на генната експресия - отрицателна. Ако домейнът на оператора е разположен срещу течението промотор свързване на РНК полимераза с промотора на протеина се улеснява - регулатор и оператор започва с транскрипцията на структурните гени. Такива протеини се наричат ​​активатори, контрол на генната експресия - положително.

Ролята на не-генетични фактори в регулацията на генната активност

Регулиране на генната експресия на етапа на транскрипция може да се извърши чрез не-генетични фактори, така наречените ефектори. Те включват небелтъчния природата на материята. При взаимодействие с протеини - регулаторните органи, те променят тяхната способност да се свързва с оператора. Операторът остава свободен, започва с транскрипцията на структурни гени ефекторна роля извършва индуктор (бустери). Ефекторите също могат да играят роля корепресорния, предотвратяване транскрипцията. Те се преведат на протеин - репресора активно състояние, което блокира оператора и транскрипцията спира.

Регламент на генната експресия в прокариоти

механизми за регулиране са изследвани в микроорганизми френски учени Е. Джейкъб и J. Моно през 1961 г. Те предложен модела оперон на регулиране на прокариотна транскрипция. Operon - единица тясно свързани структурно и функционално ген (промотор, оператор, терминатор). Последователността на структурния ген определя синтеза на група от протеини, които участват в една верига от биохимични реакции. Operon модел предполага наличието на една система регулиране, което се комбинира в една структурни гени на един оперон дял обща генни - на промотор, генът - на оператора и генът - терминатор. С структурни гени транскрибирани единична полицистронен иРНК и след това нарязани това otelnye синтезирани пептиди. Транскрипцията регулиране проучен в Е.коли, може да отиде за вида на индукция и korepressii.

Регулиране на генна активност чрез индукция вид

Пример за регулиране на генната експресия чрез индукция тип може да служи като лактоза оперона. В експеримента, беше отбелязано, че след въвеждане в културална среда на лактоза захар в цитоплазмата на клетката се появи три ензими. Лактоза действа като индуктор на синтеза на ензими - разделяне, които превръщат субстрат в продукт, е необходимо за жизнените функции на бактерии. Лактоза свързващ протеин - репресор, променя третична структура, той губи способността за свързване с гена - оператор. Безплатна ген - оперон съдържа оператор, РНК полимераза взаимодейства с ген - промотора и структурните гени от полицистронен иРНК транскрипция се провежда. . (Фигура 11) След отстраняване на лактоза среда, освободен протеин - репресорни генни блокове отново - оператора и изключва оперона, транскрипция се спира.

Регламент на korepressii тип ген дейност

В бактерии, системата за регулиране е описано което се превежда структурни гени активни в неактивно състояние, в зависимост от концентрацията на крайния продукт в цитоплазмата на някои биохимични реакции. Пример за това е триптофан оперон, е система постоянно кодираща синтеза на есенциална амино киселина - триптофан. Прекомерни количества тази аминокиселина, т.е. крайния продукт, активира протеин - репресорни гена блокира - оператора и транскрипцията се прекратява, триптофан синтез спира (Фигура 12).

По този начин, моделът на оперон - това е система за саморегулиране, който работи на принципа на обратната връзка и е с адаптивен характер. Синтез започва въвеждане на реакционната клетка ензимен субстрат (индуктор) и се прекратява при неговото излишък, на крайния продукт действа като корепресорния.

Регламент на работата на гените при еукариотите

Схемата за регулиране на транскрипция в еукариоти разработен GP Георгиев (1972). Принципът на регулирането на типа на обратна връзка се запазва, но неговите механизми са по-сложни. Това се дължи на появата на плика и дисоциация процесите на транскрипция и транслация ядрени във времето и пространството.

транскрипционна единица в еукариотен транскрипционен наречен. Състои се от uninformative (акцептор) и информационен (структурни) зони. Uninformative зона започва промотор и инициатор, последвано от група от гени, разположени повече оператори и информационен зона. Информационна зона образува структурен ген разделена на ексони и интрони. Завършва терминатор.

Сега е установено, че регулацията на транскрипцията на еукариотите е природата на комбинацията. Това означава липса на организация модел оперона гени и ензими синтез на една верига от биохимични реакции имат единичен вариабилен система.

Работа транскрипционна ген регулира множество регулатори и няколко синтезирани протеини репресори.

Индуктори в клетките на еукариоти са сложни молекули (хормони и други вещества), за разделянето им изисква множество ензими. Индуктори безплатни гени - оператори на протеини - репресори, РНК - полимераза започва транскрипция. Първоначално синтезира голяма молекула РНК предшественик, цялата информация, която се отписва. След настъпва обработка ензимно разграждане ензими uninformative част РНК разцепване и - информационен част рестрикционни ензими в фрагменти, съответстващи на ексони. Синтезиран моноцистронна иРНК (Фиг.13). Включване и изключване транскрипционен е същата оперон, както добре.

В еукариотна геном има уникални ДНК нуклеотидни последователности (един в генома) при хора, те съставляват до 56%. Уникален ДНК е част от структурни гени, и предоставя информация за първичната структура на полипептиди. Освен това, в еукариотни геноми, съдържаща nukleodidov последователност повтарящи се. Тези гени функционират различни функции са промотори регулират репликацията на ДНК, участващи в пропускателните-над, разделени ексони и интрони и друга дейност на организми поради функционалната активност на предимно уникални гени, и това от своя страна зависи от вътрешната среда на тялото (хормони. и др.), както и условията на околната среда.