Транскрипция, определение

Рис. 25-26. Схема, иллюстрирующая действие эстрогена на клетки-мишени в яйцеводе курицы. Будучи жирорастворимым соединением, эстроген проходит через клеточную мембрану и связывается с эстрогенным рецептором-белком с коэффициентом седиментации 48. Далее эстро-ген-рецепторный комплекс превращается в активную 58-форму и в качестве вторичного посредника проникает в ядро, где, взаимодействуя со специфическими участками хроматина, вызывает транскрипцию определенных генов с образованием соответствующих мРНК. Последние выходят из ядра и используются в качестве матриц белкового синтеза на рибосомах. В результате синтезируется ряд белков, характерных для яйцеводов в стимулированном состоянии, например овальбумин.

Количество определенного фермента в клетке может регулироваться на нескольких уровнях на этапе транскрипции, трансляции, а также в процессе сборки и разрушения ферментного белка (см. рис. 28). В иерархии регуляторных воздействий наиболее сложный механизм, контролирующий количество ферментов в клетке, связан с процессом транскрипции. Специфические химические сигналы могут инициировать или блокировать транскрипцию определенного участка ДНК в иРНК. В случае индукции образованная иРНК участвует в определенной последовательности реакций, называемой трансляцией и заканчивающейся синтезом полипеп-тидных цепей. Регуляция белкового синтеза на уровне трансляции может осуществляться на любом из ее этапов, например на этапе инициации, элонгации и др. Не исключена также возможность изменения времени жизни иРНК под воздействием разных эффекторов, в том числе конечных продуктов метаболических путей. Хотя механизмы регуляции синтеза белка на уровне трансляции еще точно не установлены, ясно, что на этом этапе имеются широкие возможности для регуляции скорости синтеза различных белков. [c.117]

Количество определенного фермента, имеющееся в клетке, может регулироваться на различных этапах образования этого фермента и, конечно, на этапе его разрущения. В иерархии процессов метаболического контроля наиболее сложный механизм регулирования концентрации ферментов связан с процессами активации и репрессии генов. Специфические химические сигналы могут инициировать или блокировать транскрипцию определенного участка ДНК в информационную РНК (мРНК) в зависимости от того, будет ли данный сигнал индуктором или репрессором соответственно. Регуляция на уровне генов может вести 1) к увеличению или уменьщению количеств тех или иных ферментов, 2) к изменению типов ферментов, имеющихся в клетке, и 3) к изменению относительного содержания в ней различных вариантов данного фермента (изоферментов), которые, катализируя одну п ту же реакцию, могут различаться ио своим каталитическим свойствам. [c.16]

Многоклеточные растения и животные состоят из самых разных клеток, имеющих характерную морфологию и выполняющих специализированные функции. Эта специализация возникает на разных стадиях эмбрионального развития. Она поддерживается автономно либо проявляется в ответ на специфические межклеточные контакты или внеклеточные стимулы. Так или иначе, фенотипическое разнообразие клеток обусловливается дифференциальным характером экспрессии генов, приводящим к накоплению и распространению различных генных продуктов. Одна из ключевых проблем биологии развития заключается в следующем каков механизм дифференциальной экспрессии генов в клетках, содержащих по существу одинаковый геном Мы знаем, что установление и поддержание дифференцированного состояния осуществляются, в частности, путем регуляции транскрипции. Так, в клетках одного типа транскрипция определенных генов регулируется совершенно одинаковым специфическим образом на протяжении всей жизни организма, начиная с эмбрионального уровня (разд. В.З.ж). Гены, [c.61]

Функция основных ядерных белков неясна. Имеются, однако, данные в пользу того, что гистоны в желобках двойной спирали ДНК участвуют в процессах регуляции белкового синтеза, препятствуя транскрипции определенных сегментов цепи ДНК, и регулируют синтез белка [174—176]. К обсуждению этого вопроса мы вернемся на стр. 287. [c.139]

Недавно у архебактерий описан известный только у эукариот процессинг вырезание из первичного продукта транскрипции определенных нуклеотидных участков, укорачивание и образование зрелых молекул РНК. [c.413]

В цитоплазме клеток разных органов есть белковые рецепторы, способные избирательно присоединять глюкокортикоиды. После связывания с рецептором гормон перемещается внутрь клетки, где в составе транспортных комплексов с белками переносится в ядро и взаимодействует с хроматином, изменяя скорость транскрипции определенных генов, влияя тем самым на скорость синтеза соответствующих белков. Таким образом, глюкокортикоиды влияют на генетический аппарат клеток. Глюкокортикоиды преимущественно воздействуют на обмен углеводов усиливают синтез гликогенсинтетазы, вследствие чего ускоряется синтез гликогена. Они также мобилизуют триацилглицерины из жировой ткани и подавляют синтез антител, уменьшая чувствительность организма к чужеродным веществам и предотвращая развитие аллергических реакций и воспалительных процессов. В результате действия глюкокортикоидов в крови повышается содержание глюкозы, аминокислот, жирных кислот, глицерина, кетоновых тел. [c.303]

Рис. 13-12. Схема сигнализации с помощью стероидных гормонов. Молекулы стероидов диффундируют через плазматическую мембрану клетки-мишени и связываются в цитоплазме с рецепторными белками. Образующиеся гормон-рецепторные комплексы переходят в ядро, где присоединяются к хроматину и регулируют транскрипцию определенных генов.

Для генов, которые находятся под позитивным контролем, экспрессия возможна только в присутствии активного регуляторного белка. Каким образом это достигается Существует множество различных систем позитивного контроля. Системы, действующие на инициирование транскрипции определенных оперонов, яв- [c.188]

Белки-репрессоры бактерий связываются вблизи промоторов и подавляют транскрипцию определенных генов [9] [c.184]

Некоторые активированные рецепторы, связавшись с хроматином, регулируют транскрипцию определенных генов. Однако лишь немногие гены в любой клетке-мишени находятся под прямым влиянием стероидных гормонов. Напримф, через 30 мин после добавления кортизола к культуре печеночных клеток крысы из тысячи белков, которые можно разделить с помощью двумерного гель-электрофореза, затронутыми оказываются всего семь количество шести из них увеличивается, а количество одного падает. После удаления гормона скорость синтеза этих белков возвращается к норме. Предполагая, что указанный метод позволяет выявить около 10% клеточных белков. [c.257]

Интенсивность транскрипции определенных структурных генов может зависеть от эффективности ее терминации и, в частности, от того, как часто РНК-полимераза прекращает синтез РНК, не дойдя до этих генов. Сравнительно недавно обнаружено, что во многих оперонах Е. соН, контролирующих биосинтез аминокислот, между промотором и первым структурным геном имеется терминирующая последовательность и в определенных условиях происходит образование терминирующего сигнала, ослабляющего интенсивность транскрипции (рис. 3). Это явление [c.24]

Рис. 19.2. Генетический код представляет собой систему, сходную с биологическими часами, поскольку обе эти системы служат ретрансляционными стан-циями>. Синтез ДНК инициируется определенными химическими сигналами, поступающими из окружающей среды, а ионы индуцируют синтез РНК, т. е. транскрипцию определенных геиов. Таким образом, синтез ДНК или какого-либо определенного белка зависит от условий внешней среды. (Схема составлена автором.)

В 1956 г. Э. Сазерленд установил, что сАМР — это соединение, опосредующее действие гормонов адреналина и глюкагона на гликогенфос-форилазу. На протяжении многих лет большинство биохимиков смотрели на сАМР как на некую диковинку, а иа химический механизм регуляции фосфорилазы — как на нечто исключительное. В последнее время, однако, взгляды на этот вопрос резко изменились, поскольку было показано, что сАМР опосредует действие более чем двадцати различных гормонов. Циклический АМР опосредует также, по-видимому, действие нейромедиатор ов, высвобождающихся в синапсах. Даже Е. oli продуцирует сАМР, который действует как положительный эффектор при инициации транскрипции определенных генов (гл. 15, разд. Б, 2). В 1971 г. Сазерленду была присуждеиа Нобелевская премия за успешное раЗ Витие этой области исследований [74, 75]. [c.71]

Каждая программа, записанная на ДНК, может быть многократно транскрибирована, а каждая молекула мРНК, полученная при транскрипции определенного гена, может многократно участвовать в программщ)Овании трансляции. Поэтому в принципе клетке достаточно иметь по одной программе для каждого белка, каждой из рибосомных и транспортных РНК. Практически же некоторые, наиболее широко используемые программы, особенно у эукариот, имеются в виде нескольких или даже многих копий. Например, хромосомы эукариот содержат много десятков программ для рибосомных РНК и десятки — для каждой из всего набора транспортных РНК. [c.165]

Направление транскрипции — определенное направление синтеза РНК. В самом начале РНК-полимеразной реакции образуется, комплекс фермент—ДНК. С ним связывается пуриновый риЛ)нуклеозид-5 -трифосфат. Рост новой цепи происходит при последовательном присоединении рнбонуклеозидтрифосфатов к свободной З -гидроксильной группе. Получающийся продукт содержит трифосфатную группу в 5 -лоложении первого нуклеотидного остатка и свободную гидроксильную группу в З -положенйи на растущем конце цепи. Щелочной гидролиз синтетического продукта ведет к образованию гуанозина, отщепляющегося с З -конца, уридин-3 -(или 2 -)-монофосфата, цитидин-3 -(или 2 -)-монофосфата, а в случае, когда пирофосфатный остаток продолжает оставаться на 5 -конце, получается молекула АТФ. Следовательно, РНК транскрибируется в направлении 5 -> 3. [c.61]

Исследование тонкой структуры таких пуффов под электронным микроскопом показало, что их характерный вид обусловлен локальным распрямлением тысячи параллельных плотно закрученных двойных спиралей ДНК, покрытых белком, из которых построена гигантская хромосома. Каждая из этих нитей имеет вид стержня фибриллярных участков матрикса, напоминающего картину ядрышковой транскрипции в ооцитах, показанную на фиг. 249. Таким образом, пуфф является видимым проявлением активной транскрипции определенной группы генов, находящихся в соответствующем участке хромосомы. Следовательно, регистрируя расположение пуффов на гигантской хромосоме IV в слюнных железах хирономуса на разных этапах превращения личинки во взрослое насекомое, можно-изучить динамику дифференцированного выражения генов. Результат такой работы схематически изображен на фиг. 253, которая показывает наличие или отсутствие пуффов в четырех определенных участках хромосомы IV на последовательных стадиях метаморфоза. Как видно, пуффы в точках А к Б появляются и исчезают дважды за период наблюдения, причем фазы их появления противоположны. Пуффы в точках В к Г появляются лишь к концу периода наблюдения. [c.516]

Промотор необходим для транскрипции определенной области ДНК, непосредственно к нему прилежащей. Согласно принятой в генетике терминологии, последовательности ДНК, не экспрессирующиеся в виде диффузионных молекул РНК или белка, а выполняющие какие-либо другие функции, называются 1 с-доминантными или цис-жтшвшыми участками. Это означает, что данные участки оказывают влияние только на последовательности, расположенные в той же молекуле ДНК, в которой находятся они сами. Они не могут влиять на гомологичные последовательности, расположенные в других молекулах ДНК (гл. 14). [c.139]

В соответствии с современными представлениями о механизмах терминации и антитерминации транскрипции определенное предпочтение можно отдать модели, согласно которой происходит узнавание петли в структуре РНК-транскрипта прежде, чем РНК-полимераза достигает терминаторного участка. [c.185]

С-киназа, активированная диацилглицеролом и Са , переносит концевую фосфатную группу с АТР на специфические сериновые или треониновые остатки белков-мишеней, которые в разных клетках различны. Например, во многих животных клетках С-киназа, по-видимому, фосфорилирует и тем самым активирует На Н -обменник плазматической мембраны, контролирующий внутриклеточный pH (разд. 6.4.10) повышение pH в клетке может способствовать пролиферации. Концентрации С-киназы выше всего в головном мозгу, где помимо прочего она фосфорилирует ионные каналы нейронов, изменяя таким образом их свойства и возбудимость клеток (разд. 19.5). В некоторых клетках активация С-киназы усиливает транскрипцию определенных генов. В промоторах по меньшей мере некоторых из этих генов есть общая энхансерная последовательность, узнаваемая регуляторним белком, активность которого растет при активации С-киназы (см. табл. 10-1). Нока, однако, остается невыясненггьгм, как С-киназа активирует этот белок - фосфорилируя (и соответствегшо активируя) его прямо или же действуя косвенно, через каскад протеинкиназ. [c.366]

Недавно удалось идентифицировать рецегп ор ретиноевой кислоты. Им оказался белок, гомологичный рецепторам стероидных и тиреоидных гормонов он связывается с определенными последовательностями ДНК и регулирует транскрипцию определенных генов. Была выделена и секвенирована к ДНК. кодирующая рецептор. В настоящее время для выявления рецепторов в тканях подобных зачаткам конечностей, используются как ДНК-зонды, так и соответствующие антитела. [c.106]

Представление о том, что связывание гормон-рецепторного комплекса со специфическими участками хроматина регулирует транскрипцию определенных генов, получило всеобщее признание, однако прямо идентифицировать эти специфические участки невероятно трудно. Главный источник затруднений-неспецифическое связывание рецепторов с ДНК. Далее, для регуляции 50 генов может быть достаточно связьгаания лишь малой доли тех 10000 гормон-рецепторных комплексов, которые содержатся в клетке. А между тем даже 10000 рецепторов составляют по весу всего только 1/50000 часть общего клеточного белка поэтому в высокоочищенном виде рецепторный белок удалось получить лишь в очень малом количестве. В связи со всем этим трудно было выяснить, чем определяется специфичность действия рецепторов для стероидов-узнаванием определенных последовательностей ДНК, особых хромосомных белков или и тем и другим одновременно. Однако недавно с помощью методов генной инженерии удалось клонировать один ген, регулируемый кортизолом, и таким образом получить в большом количестве соответствующую ДНК. Было показано, что очищенный рецептор кор- [c.258]

Эти результаты согласуются с предположением о том, что транскрипция определенного гена начинается только после того, как развитие плодового тела достигает определенной стадии ген, однажды транскрибированный, может транскрибироваться снова, если заставить клетки повторить соответствующий этап морфогенеза. Но каждый раз, как возобновляется транскрипция гена, синтезируется определенное количество мРНК и накапливается новая порция белка. Каким образом информация о том, что достигнута определенная стадия морфогенеза, попадает в ядро и как она инициирует транскрипцию определенных генов Что контролирует время транскрипции и трансляции, т. е. как обеспечивается синтез определенной порции белка [c.270]

Точно так же как живые организмы реагируют на тепло, свет и некоторые другие физические факторы (например, на действие радиации) путем изменения характера транскрипции определенных генов, они реагируют и на действие металлов с помощью гомеостатических реакций. Одни металлы токсичны (например, кадмий и ртуть), другие являются необходимыми компонентами пищи, но ядовиты в высоких концентрациях (например, медь и цинк). Главная роль в ответе на действие металлов принадлежит активации транскрипции генов металлотионеина. Эти гены кодируют небольшие полипептиды, богатые цистеином, которые связывают как необходимые для организма, так и токсичные тяжелые металлы. [c.82]

Большинство гипотез регуляции экспрессии генов у эукариот основывается на модели опероиа Жакоба и Моно, разработанной для регуляции экспрессии генов у бактерий. Общепризнано, что дифференциальная активность генов у эукариот определяется избирательной транскрипцией определенных участков генома, так что в любой данной ткани одни гены активны, а другие нет. Возможно, это происходит вследствие избирательного маскирования и демаскирования различных областей генома, о которых мы говорили в предыдущем разделе. Однако недавно Бриттен и Дэвидсон предложили совсем другую модель регуляции активности генов, которая не требует избирательной активации или подавления структурных генов в различных тканях. [c.464]

Аудирующий фактор ( TIF) — вирионный белок, который обеспечивает транскрипцию а-ге-нов после проникновения вирусных частиц в инфицированные клетки. Основным -регуляторным белком является продукт гена а4, необходимый для экспрессии большинства -и у-генов. Важную роль в активации транскрипции определенных генов также играет белок, кодируемый геном аО. [c.386]

Предполагают, что белки теплового шока помогают переводить в раствор и вновь сворачивать денатурированные или неправильно свернутые белки. Есть у них и другие функции (см. разд. 8.4.4. и 8.6.7). Например, белки из семейства 90 кДа, как было показано, связываются с неактивными формами белков - рецепторов стероидных гормонов и с тирозин-специфическими протеинкиназами, вероятно, таким образом участвуя в регуляции функций этих рецепторов. Лучше всего изучены белки семейства 70 кДа (hsp 70). Эти белки связываются с некоторыми другими белками, а также аномальными белковыми комплексами и афегатами, от которых потом освобождаются, присоединяя АТР. Было доказано, что они помогают переводить в раствор и заново сворачивать афегированные или неправильно свернутые белки путем нескольких циклов присоединения и гидролиза АТР. Аномальные белки имеются в любой клетке, но при некоторых воздействиях, например при тепловом шоке, их количество в клетке резко возрастает, и соответственно возникает необходимость в большем количестве белков теплового шока. Оно обеспечивается активацией транскрипции определенных генов. В клетках дрожжей S. erevisiae, напримф, имеется восемь hsp 70-генов некоторые из них транскрибируются при любых условиях, а остальные - только под действием высоких температур или других экстремальных факторов. [c.23]

Продукты дифференцированных генов синтезируются нередко в ответ на гормональную индукцию. В некоторых таких случаях гормоны не увеличивают транскрипцию определенных мРНК. а действуют на уровне трансляции. Одним из таких примеров является синтез казеина у млекопитающих. Казеин - главный фосфопротеид молока, и по- этому он п ре дета в л яе г собой дифференцированный продук молочной железы. Как будет обсуждаться [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология