ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ НЕИРОГУМОРАЛЬНОИ РЕГУЛЯЦИИ из "Введение в молекулярную эндокринологию" Важным регуляторным механизмом, который также осуществляется путем модификации полимеров, является их избирательное расщепление на фрагменты. По-. видимому, все типы РНК могут синтезироваться в виде больших молекул, а затем. .расщепляться нуклеаза-ми. Некоторые фрагменты разрушаются, а другие, сшитые специальными ферментами, формируют завершенную структуру РНК- Предполагается, что подобные модификации претерпевает и ДНК. [c.50] К подобному принципу регуляции относится также ограниченный протеолиз белков. Многие ферменты синтезируются в виде проферментов, которые переходят в каталитически активное состояние только после отщепления от них фрагмента полипептидной цепи. Это может позволять клетке быстро и без дополнительного усиления процессов транскрипции или трансляции увеличивать концентрацию активного белка в ответ на поступивший регуляторный сигнал. Существует также точка зрения, согласно которой синтез белка большего молекулярного веса необходим для формирования определенной третичной структуры. После образования водородных и сульфгидрильных связей, закрепляющих эту структуру, часть полипептидной цепи становится ненулшой и она выщепляется протеазами. [c.50] Синтез белков зависит от активности соответствующих генов (транскрипция), устойчивости матричной РНК (у прокариотов полупериод ее жизни составляет несколько минут, а у эукариотов— несколько часов и даже дней), количества и функциональной активности рибосом. Скорость деградации белка определяется прежде всего его природой. Есть белки, которые (благодаря своей структуре или локализации в клетке) могут функционировать в течение нескольких недель и месяцев. Другие оказываются очень хорошими субстратами протеаз и поэтому живут лишь десятки минут или несколько часов. [c.52] Какие же пути регуляции содержания белка реализуются в клетке Прежде всего, индукция и репрессия синтеза, которая заключается в изменении скорости транскрипции соответствующего гена. Как правило, активно функционирующий ген может умножаться . Образование в молекуле ДНК нескольких одинаковых генов — один из путей ускорения транскрипции. [c.52] Экспериментально наиболее обоснована модель индукции и репрессии синтеза белка, предложенная Жакобом и Моно. В основе этой модели лежат экспериментальные данные, полученные при изучении клеток Е. oli. Механическое перенесение закономерностей, обнаруженных на этом объекте, на клетки эукариотов вряд ли оправданно, поскольку у них структура хроматина и регуляторные механизмы имеют ряд специфических отличий. [c.52] Удобными инструментами в изучении процессов индукции и репрессии синтеза белков являются антибиотики, из которых наиболее частое применение находят актиномицин Д — блокатор транскрипции и пуромицин — блокатор трансляции. Актиномицин Д проникает в клетку и связывается с двухцепочечной ДНК в участках, содержащих гуаниновые основания. Такое связывание приводит к ингибированию полимераз, при-чем РНК-полимераза подавляется в значительно большей степени, чем-ДНК-полимераза. Актиномицин Д подавляет синтез рибосомальной,. транспортной и матричной РНК, однако первые две формы РНК — долгоживущие , поэтому биологический эффект, опосрёдбв.ан-ный ингибированием их синтеза, проявится значительно позже, чем эффект, опосредованный блокированием транскрипции мРНК. [c.54] Применение антибиотиков в биологических экспериментах требует большой осторожности, так как эти вещества подавляют общий белковый синтез, что может приводить к так называемым неспецифическим эффектам. В комплексе с субстратом фермент наиболее устойчив к различным инактивирующим воздействиям, поэтому субстрат может регулировать не только синтез, но и деградацию белка. [c.55] Индукция субстратом типична для одноклеточных. В многоклеточных организмах такой механизм регуляции встречается сравнительно редко. Роль индукторов у животных выполняют в основном специфические регуляторы (стероидные и тиреоидные гормоны). Все основные эффекты этих гормонов подавляются актиномици-ном Д, что свидетельствует об их влиянии на процессы транскрипции. [c.55] МОЙ РНК-полимеразы. И тиреоидные, и стероидные гормоны могут быть не только индуктором, но и репрес-сорами синтеза белка. На рис. 20 изображена модель гормонзависимой индукции синтеза белка. Гормональный индуктор может переводить в активное состояние несколько структурных генов, находящихся под контролем одного и того же гена-оператора. [c.56] На рис. 21 показана репрессия синтеза белка стероидными или тиреоидными гормонами. При этом предполагается, что апорепрессор не активен. При связывании гормона (вернее, гормон-рецепторного комплекса) образуется холорепрессор, который может взаимодействовать с геном-оператором и тем самым подавлять транскрипцию нескольких структурных генов. [c.56] Вернуться к основной статье