Процессинг и экспрессия генов

Помимо регуляции экспрессии генов путем воздействия на эффективность использования промотора эукариотические клетки обладают дополнительным механизмом контроля экспрессии генов, основанным на альтернативном процессинге РНК. Существуют два общих типа контроля процессинга РНК первый тип контроля основан на принятии решения [c.124]

Рис. 4.72. Механизм тканеспецифической экспрессии гена кальцитонина. Разветвленная стрелка указывает различие путей процессинга в щитовидной железе и гипоталамусе Некоторые дета-

Исследование закономерностей процессинга необходимо для выяснения механиз>юв регуляции экспрессии генов. Рассмотрение этапов процессинга и его вариантов у разных организмов затрагивает также ряд других принципиальных проблем. Оказалось, что молекула РНК и в отсутствие белка может выступать как аутокатализатор, осуществляя благодаря конформационной гибкости молекулы сложную и точную собственную перестройку с образованием новых ковалентных связей. Таким образом, полирибонуклеотиды могут функционировать подобно ферментам. Открытие возможности аутокаталитических превращений полирибонуклеотидов показало, что исследование процессинга РНК имеет прямое отношение к вопросу о пребиотических стадиях эволюции макромолекул. [c.163]

Основа регуляции транскрипции в случае ДНК-содержащих вирусов эукариот та же, что и у ДНК-содержащих фагов,— взаимное расположение и сила промоторов и терминаторов. Но в эукариотных системах встречаются новые регуляторные элементы, прежде всего энхансеры (см. гл. IX). Кроме того, образование зрелых молекул мРНК у ДНК-содержащих вирусов эукариот обычно связано с разнообразными посттранскрипционными изменениями (процессингом) первичных транскриптов. Это обстоятельство вносит важный вклад в регуляцию экспрессии генов. [c.299]

Главная роль процессинга заключается в регуляции экспрессии генов. Процессинг может идти по-разному—различные мРНК могут получаться из одного и того же первичного транскрипта. Недавно обнаружено, что РНК мон ет реализовать процессинг и без участия ферментов. [c.297]

Читатель найдет в этой книге подробные сведения о механизмах трансляции, транскрипции, репликации, амплификации, рестрикции-модификации и рекомбинации генов, о сплайсинге про-мРНК, о процессинге белков, о структуре и функционировании обычных генов, множественных генов и мобильных генетических элементов, о регуляции экспрессии генов, прежде всего регуляции транскрипции, о структурной организации хромосом и, наконец, о механизмах иммунного ответа. [c.5]

Несмотря на то что мутации молчащих сайтов нейтральны по отношению к белку, они могут влиять на экспрессию гена, вызывая изменения нуклеотидных последовательностей РНК. Это может привести к изменению вторичной структуры РНК, отражающейся на транскрипции, процессинге или трансляции. Другая возможность заключается в том, что изменение кодона на кодон-синоним потребует наличия другой тРНК, что может повлиять на эффективность трансляции. И наконец, кроме кодирующих последовательностей гена имеются и не-транслируемые участки. Мутации в этих участках также потенциально нейтральны, не считая их влияния на вторичную структуру или регуляторные области (обычно довольно короткие). [c.275]

Количественные различия в экспрессии генов могут проявляться на этапе между стадиями транскрипции и трансляции. В случае некоторых последовательностей обнаруживается разное число их копий в ядерной и в цитоплазматической РНК. Это означает, что интен ивн0сть транскрипции-не единственный фактор регуляции содержания мРНК в клетке. Колебания стабильности РНК или эффективности процессинга могут иметь значение для изменения относительного количества последовательностей РНК при их транспорте из ядра в цитоплазму. [c.337]

Независимо от того, участвует ли РНК в регуляции экспрессии генов в естественных условиях, но в искусственно созданных системах она может быть использована для этой цели. Если ген ориентирован противоположным образом относительно промотора, то может транскрибироваться имеющая противоположное направление цепь РНК. При введении в клетки имеющего противоположную ориентацию гена тимидин-киназы он ингибирует синтез этого фермента. Мы не знаем механизма ингибирования противоположно направленная РНК может препятствовать транскрипции нормального гена, процессингу его РНК-продукта или трансляции мРНК. [c.340]

Мембраны, окружающие ядра эукариотических клеток, защищают связанный с ДНК тонкий механизм контроля от многих происходящих в цитоплазме химических изменений. Кроме того, они позволяют пространственно разобщить две ключевые стадии экспрессии генов 1) синтез РНК по матрице ДНК (транскрипцию ДНК) и 2) использование этих последовательностей РНК для синтеза определенных белков (трансляцию РНК). В прокариотических клетках нет такой компартментации и трансляция РНК с образованием белка происходит по мере образования РНК при транскрипции, начинаясь раньще, чем завершился синтез РНК. У эукариот, напротив (за исключением митохондрий и хлоропластов, которые в этом отнощении, как и в других, ближе к бактериям), указанные этапы пути от гена к белку строго разобщены транскрипция происходит в ядре, трансляция - в цитоплазме. РНК, прежде чем включиться в процессы синтеза белка, должна покинуть ядро. Для этого, находясь в ядре, РНК претерпевает сложный процесс созревания (процессинг), в ходе которого одни части молекулы РНК удаляются, а другие модифицируются. [c.41]

Использование основных приемов работы с рекомбинантной ДНК и методик анализа белков и нуклеиновых кислот позволяет клонировать гены и изучать их организацию (блоттинг-гибридизация по Саузерну), строение мРНК (нозерн-блоттинг),. а также следить за уровнем экспрессии генов в различных условиях окружающей среды и даже в процессе развития. Например, в некоторых случаях уровни транскрипции гена определяют методом дот-блот-гибридизации выделенной РНК (разд., 6.3). Более подробные качественные исследования транскрипционной активности осуществляют с помощью нозерн-блоттинга (приложение 6 [I]). 5 - и З -концы транскриптов определяют, используя Sl-картирование [2, 56]. Однако такие методы анализа позволяют установить только строение транскрибируемой области или гена, а также механизмы процессинга транскриптов и их трансляции. Функцию любых участков вне транскрибируемой последовательности в некоторой степени можно изучать, сравнивая гены, обладающие сходными механизмами регуляции. При этом большинство предположений о воздействии на экспрессию гена остаются исключительно в области догадок. В этом случае генетическая трансформация предоставляет исследователю, работающему с растениями, уникальную-возможность непосредственно отвечать на фундаментальные вопросы, касающиеся регуляторной функции последовательностей, расположенных как в непосредственной близости, так и на некотором расстоянии от 5 - и З -концов транскрибируемого-гена. Используя разнообразные методы мутагенеза in vitro и технологию рекомбинантных ДНК, удается, модифгщировать клонированные гены и затем после введения мутантного гена-путем генетической трансформации обратно в растения анализировать влияние изменения этого гена на его экспрессию.. Подобные методики способствовали изучению нуклеотидных [c.307]

Экспрессия генов контролируется на самых разнообразных уровнях, включая инициацию транскрипции или трансляции, процессинг, транспорт или распад мРНК либо белка. Экспрессия одного и того же гена может регулироваться на одном или нескольких уровнях, что затрудняет исследования определенного контролирующего элемента. Как же тогда изучать отдельные элементы механизма, под контролем которого находится ген Точное слияние исследуемых генов с индикаторными представляет собой изящный метод, позволяющий упростить эту задачу. Например, для определения роли транскрипционного контроля необходимо удалить большинство или все последовательности, кодирующие белок, включая специфические сигналы для пост-трансляционной модификации, и заместить их последовательностями хорошо изученного индикаторного гена. [c.363]

К наиболее полезным для анализа модификациям в структуре гена относятся замена одного нуклеотида или группы нуклеотидов, делеции или вставки нескольких нуклеотидов или протяженных участков ДНК и перестройки внутри гена. Ниже мы обсудим, каким образом эти модификации используются для идентификации регуляторных последовательностей, которые обеспечивают правильную экспрессию гена и отвечают за его тканеспецифичную и зависящую от времени регуляцию. Кроме того, изучение новых генов, образующихся при слиянии частей различных генов, очень облегчает идентификацию последовательностей, ответственных за правильную экспрессию. Например, слияние промотора SV40 и различных его производных с последовательностями, кодирующими легко идентифицируемые бактериальные или эукариотические клеточные белки, позволяет выяснить, какие последовательности промотора обеспечивают правильную инициацию, эффективность и регуляцию транскрипции гена SV40. Аналогичные химерные гены, содержащие, например, промоторы генов инсулина или эластазы, слитые с областью, кодирующей Т-антиген SV40, позволяют идентифицировать элементы, ограничивающие экспрессию генов инсулина или эластазы исключительно Р-клетками островков Лангерганса или ацинарными клетками соответственно. Для применения методов обратной генетики необходимо, чтобы существовал один или лучше несколько способов определения фенотипического проявления измененного гена. Соответствующие бесклеточные системы, с помощью которых можно определять эффективность транскрипции нормальных и модифицированных генов, а также изучать процессинг или трансляцию РНК, дают прекрасную возможность для анализа функции генов и последствий отдельных изменений в них. Трансфицируя нормальные и модифицированные гены с помощью [c.20]

До сих пор, рассматривая экспрессию генов, мы ограничивались вопросами регуляции транскрипции отдельных генов и процессинга транскриптов с образованием зрелых молекул РНК. Скорость, время и место протекания этих процессов регулируются белками, которые узнают относительно короткие специфические участки молекулы ДНК и/или характерные элементы других белков, связываются с ними и опосредуют инициацию и терминацию транскрипции, а также процессинг. От присутствия и функционального состояния этих белков часто и зависит экспрессия генов. Однако имеются четкие данные о том, что на экспрессию генов, в частности на их транскрипцию, могут влиять обратимые изменения в структуре ДНК. Это могут быть, например, изменения степени сверх-спиральности ДНК, т.е. ее топологии, а следова- [c.135]

Б. Регуляция экспрессии генов путем контроля за тем, как идет сплайсинг или иной процессинг первичного транскрипта РНК, называется контролем на уровне [c.159]

В понятие экспрессии генов входит 1) транскрипция ДНК с образованием ядериой РНК, 2) процессинг ядериой РНК с образованием матричной РНК, 3) трансляция мРНК с передачей заключенной в ней информации в последовательность аминокислот, включающихся в белок, 4) участие ферментов в различных реакциях с образованием конечных продуктов экспрессии генов. Основные черты этнх процессов хорошо известны, и здесь ие следует останавливаться на них подробно. Одиако, прежде чем обсулодать регуляцию избирательной экспрессии геиов в развитии, мы рассмотрим строение и организацию генома эукариот. [c.449]

Пока еще слишком рано применять эти новые концепции к проблеме регуляции экспрессии генов у эукариот, но ясно, что должен существовать очень точный механизм ферментативного вырезанргя участков гяРНК такой механизм должен участвовать и в процессинге рибосомиой РНК. мРНК образуется из оставшихся фрагментов с помощью ферментов лигаз. [c.457]

Среди факторов способных влиять на уровень экспрессии генов гт рассматриваются — способ транскрипции (оперонный или для каждого из генов раздельный) структура последовательностей ДНК в 5 и 3 областях, окружающих структурные гены G состав структурных генов частота использования кодонов, пространственная структура иРНК наличие посттран-сляционного процессинга. [c.105]

Методология генетической трансформации клеток млекопитающих позволяет осуществлять интеграцию чужеродных генов в геном различных типов кзотьтивируемых клеток и в разные хромосомы клеток одной линии. Это оказывает неоценимую услугу при изучении цис- и /иранс-зависимой регуляции фзшкциони-рования генов, дает возможность исследовать влияние тканеспецифических факторов на экспрессию генов, процессинг мРНК и белков и др. В конечном счете все это способствует более глубокому пониманию основных закономерностей организации генетической информации у высших эукариот. [c.347]

Смотреть страницы где упоминается термин Процессинг и экспрессия генов: [c.167] [c.178] [c.181] [c.167] [c.178] [c.127] [c.151] [c.72] [c.287] [c.63] [c.89] [c.120] [c.143] [c.63] [c.89] [c.120] [c.2] [c.28] [c.29] [c.134] [c.34] [c.35] [c.343] [c.90] [c.465] [c.359] [c.183] [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология