Прокариотические гены

РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ВЫБОРОК ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ САЙТОВ ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ ГЕНОВ [c.232]

Экспрессия прокариотических генов преимущественно зависит от выбора промотора в клонируемых генах тех же или близкородственных видов Чем отдаленнее геномы прокариотических клеток друг от друга, тем система "транскрипции-трансляции" генов срабатывает хуже или вообще не срабатывает Вот почему здесь важными оказались векторы [c.208]

Как показало исследование структуры и функции эукариотических генов, гены про- и эукариот существенно различаются по сложности коротких последовательностей ДНК, которые регулируют транскрипцию (рис. III.3). В прокариотических генах выявлено три разных типа регуляторных эле- [c.7]

Как обсуждалось в гл. 15, регуляция прокариотических генов осуществляется за счет взаимодействия специализированных регуляторных белков с регуляторными участками последовательности ДНК. Теперь мы знаем, что это в равной мере относится и к регуляции эукариотических генов. Применение методов работы с рекомбинантными ДНК позволило выделить и изучить целый ряд индивидуальных генов и тесно сцепленных с ними регуляторных последовательностей из различных типов эукариотических клеток и их вирусов. В результате таких исследований удалось значительно расширить круг представлений о структуре кодирующих и некодирующих участков эукариотических ДНК и РНК-транскриптов. [c.207]

Строение. Гены эукариот по строению и характеру транскрипции значительно отличаются от прокариотических генов (см. табл. 1.1). Их отличительной особенностью является прерывность, т. е. чередование в них последовательностей нуклеотидов, которые представлены (экзоны) или не представлены (интроны) в мРНК. Отсюда ясно, что интроны относятся к некодирующим последовательностям Они могут располагаться не только в области, ограниченной инициирующим и терминирующим кодонами, но и вне их, в начале или в конце гена. Их длина может превышать 10 т.п.н. низших эукариот прерывные гены составляют меньшинство всех генов (5 % у дрожжей), а у высших — большинство (94 % у млекопитающих). Отметим, что мозаичность генов найдена и в прокариотических клетках. [c.27]

Какова была исходная организация генов, имеющих в настоящее время прерывистое строение Представляли ли собой исходные, кодирующие белок единицы непрерывные последовательности ДНК, в которые впоследствии, в процессе их эволюционирования с образованием современной структуры, были встроены интроны Или эти гены исходно возникли как прерывистые структуры, которые так и сохранили свое строение В другой форме этот вопрос сводится к следующему обусловлены ли различия между эукариотическими и прокариотическими генами приобретением интронов эукариотами или потерей интронов прокариотами [c.264]

Как правило, прокариотические гены состоят из небольшого регуляторного участка (100—500 п.н.) и большого кодирующего белок сегмента (500— 10000 п. н.). Часто несколько генов контролируются одним и тем же регуляторным элементом. Большинство генов млекопитающих имеют более сложную структуру. Кодирующие области эукариотических генов прерываются и чередуются с некодирующими участками. Эти участки, будучи транскрибированными, удаляются в процессе созревания первичного транскрипта. Кодирующие области (остающиеся в зрелой мРНК) называются экзонами. Нуклеотидные последовательности ДНК, находящиеся между экзонами, называются интронами (рис. 36.1). Интро-ны удаляются из первичного транскрипта до того. [c.36]

Таким образом, представленные результаты свидетельствуют о том, что так же, как и в случае прокариотических генов, участки ДНК, пред-ществующие последовательностям эукариотических генов, необходимы для регуляции экспрессии этих генов. Однако в отличие от прокариотических генов некоторые из этих участков могут использоваться для регуляции структуры хроматина, в то время как другие могут участвовать в регуляции структуры самой ДНК, выступая в качестве необходимых компонентов в процессе точного взаимодействия РНК-полимеразы с ТАТА-последовательностью перед началом транскрипции гена. [c.223]

В коде заложена некая неоднозначность, которая связана с точкой начала трансляции, а не с соответствием кодон-аминокислота. Эта неоднозначность обусловлена наличием альтернативных наборов триплетов, или рамок считывания, для любой поли-нуклеотидной последовательности (рис. 3.26). Большинство прокариотических генов транслируется при одной непрерывной рамке считывания при альтернативных рамках на каждые 20 нуклеотидов приходится в среднем по одному терминирующему кодону. [c.134]

Рассмотрим пример использования модели для оценки константы плавления вторичной структуры мРИК рибосомой. Метод оценки этой константы заключается в следующем. Многие прокариотические гены имеют преимущественно полицистронную природу /т.е. на них синтезируются непрерывные молекулы мРНК, кодирупцие два или более белка . Следуя гипотезе о влиянии вторичной структуры на трансляцию, естественно предположить, что цистроны с различной вторичной структурой будут транслироваться с разной эффективностью. [c.163]

Для демонстрации работоспособности разработанной системы мы провели предварительный анализ двух выборок фушсциональных сайтов прокариотических генов 1) промоторов Е.соп некоторых фагов и плазмид, 2) сайтов инициации трансляции мРНК е.соИ. [c.232]

Последовательность оснований длиной 6 — 8 нуклеотидов, расположенная непосредственно перед инициирующим кодоном АУГ у Е. соИ, определяет эффективность процесса трансляции. Эта последовательность представляет собой участок связывания мРНК с рибосомой, и его сдвиг в ту или иную сторону способен уменьшать эффективность трансляции мРНК. По имени исследователей, идентифицировавших этот участок, он был назван последовательностью Шайн-Дальгарно. Обычно эту последовательность включают в состав самого вектора вместе с инициирующим кодоном на нужном расстоянии. При экспрессии векторов такого типа образуется гибридный белок, в котором несколько N-концевых аминокислотных остатков происходят от источника регуляторных элементов и инициирующего кодона прокариотического гена. Такие гибридные белки часто более стабильны обработка их химическим или ферментативным способом приводит к вьщелению эукариотической части белка. [c.123]

К сожалению, никто не может дать гарантии, что в библиотеке представлена вся нуклеотидная последовательность нужного гена. Если поиск полноразмерного гена оказался безрезультатным, можно создать другую библиотеку, используя другую рестриктазу, и провести скрининг с помошью исходного зонда или зондов, созданных на основе предыдущей библиотеки. Чтобы повысить вероятность присутствия в библиотеке полной версии искомого гена, можно также создать библиотеки, содержащие фрагменты ДНК заведомо большего размера, чем средний размер прокариотического гена (этот вариант мы рассмотрим в данной главе позже). [c.67]

Для направленного изменения прокариот, синтезирующих определенные метаболиты, в принципе есть два пути. Во-первых, можно изменить активность или содержание одного или нескольких ферментов того или иного биосинтетического пути с тем, чтобы увеличить продукцию нужного метаболита. Во-вторых, в прокариотический геном можно ввести чужеродные гены, кодирующие ферменты, которые, используя эндогенный метаболит в качестве субстрата, обеспечат синтез метаболита, изнaчaJ Iьнo не продуцируемого хозяйской клеткой. Такого рода манипуляции представляются достаточно простыми, однако далеко не всегда [c.265]

Современные DMGT-векторы представляют собой небольшие плазмиды (см. следующий раздел), как правило содержащие множественные сайты для клонирования, гены резистентности к антибиотикам, приспособленные для функционирования в растительных клетках либо в качестве доминантных селективных маркеров, либо в экспериментах по кратковременной (транзиторной) экспрессии, и, кроме того, прокариотические гены устойчивости к антибиотикам для селекции в бактериях (рнс. 3-1). С этими малыми плазмидами манипулируют in vitro, чтобы получить вектор в окончательном виде, а затем вводят [c.197]

За последние годы представления о структуре генов заметно усложнились. На раннем этапе развития молекулярной генетики предполагалось, что гены состоят из непрерывной кодирующей последовательности нуююотидоЕ. Однако позднее выяснилось, ч1о большинство генов эукариот и некоторые прокариотические гены имеют мозаичное строение — ь них чередуются кодирующие и некодирующие области. Поэтому они значительно длиннее, чем это требуется для кодирования белков заданной д 1ины. Напри. 1ер ген дигидрофолатредуктазы мыши включает 32 тысячи пар нуклеотидов (т.п.н.), в то время как его кодирующая )блас 1ь — только 568 пар нуклеотидов (п.н.). Считалось также, что гены в ДНК занимают фиксированное положение. Теперь же выявлено много блуждающих генов и даже их групп. [c.14]

Значение сверхспиральности для регуляции транскрипции. Имеются достоверные данные о том. что экспрессия прокариотических генов зависит от состояния сверхспиральности ДНК. Факторы, влияющие на этот параметр,-мутации или ингибиторы топоизомераз- активируют транскрипцию одних генов и одновременно подавляют транскрипцию других. Поскольку связывание белков со сверхспи-ральной ДНК с отрицательными сверхвитками энергетически выгодно, по-видимому, изменения состояния сверхспиральности ДНК сказываются на способности РНК-полимеразы или белковых активаторов и репрессоров связываться с регуляторными последовательностями. Изменения в состоянии или степени сверхспиральности могут отразиться и на способности ДНК образовывать петли и, таким образом, на возможности факторов транскрипции, связанных с отдаленными друг от друга участками ДНК, взаимодействовать между собой. [c.139]

Так как генетический код триплетен и универсален (табл. 2.2), то любая непрерывная кодирующая последовательность может быть экспрессирована в клетках Е. oli в виде полипептида, являющегося цепочкой аминокислотных остатков (табл. 2.3). Однако организация сигналов инициации транскрипции и трансляции в эукариотических и прокариотических генах в подавляющем большинстве случаев существенно различается (см. 4.1). Поэтому для достижения правильной экспрессии эукариотического гена в клетках Е. oli необходимо поместить кодирующую последовательность этого гена под бактериальные сигналы экспрессии генов. [c.122]

Оказалось, что введением гена этого белка в геном растений можно получить трансгенные растения, не поедаемые насекомыми. В то же время практическое применение данных методов для создания растений, устойчивых к конкретным насекомым-вредителям, потребовало большой работы по подбору необходимых штаммов В. thuringiensis и созданию генно-инженерных конструкций, которые дают наибольший эффект для конкретных групп насекомых. Так, встраивая прокариотические гены дельтатоксинов в геном растений даже под контроль сильных промоторов растений, не удалось получить высокого уровня экспрессии целевых белков, хотя их действие на насекомых бьшо видоспецифичным. Эту проблему решили путем создания модифицированных генов, в которых осуществили перекодировку, используя кодоны, наиболее часто встречаемые в эффективно экспрессируемых генах растений. Таким путем, например, был получен картофель, устойчивый к колорадскому жуку. В настоящее время так называемые Bt-растения хлопка и кукурузы занимают основную долю в общем объеме генетически модифицированных растений этих культур, которые выращивают на полях США. [c.486]

Как мы уже говорили, экспрессия прокариотических генов, кодирующих РНК (например, рРНК, тРНК), регулируется на двух этапах—на уровне транскрипции и на уровне посттранскрипционных модификаций и превращения предщественников РНК в зрелые формы. Экспрессия некоторых генов, кодирующих белки, также регулируется двумя путями. Первый из них состоит в регуляции содержания мРНК (разд. З.П.в-д), второй основан на репрессии трансляции. Рассмотрим два примера. [c.185]

Фенотипический отбор. Фенотипический отбор из популяции трансформированных оеток-это самый прямой путь вьщеления нужного клона (рис. 628). На практике этот метод, вообще говоря, Офаничивается клонированием прокариотических генов и некоторых генов дрожжей и других фи-бов в клетках прокариот и эукариотических генов в оетках эукариот. В общем виде он был описан в разд. 5.6.6, когда мы рассматривали способ конструирования дрожжевого плазмидного вектора. Чтобы клонировать ген А (или г ЦНК-А), смесь фрагментов ДНК (т.е. фрагментов, полученных из всего клеточного генома) встраивали в векторные молекулы и трансфицировали ими оетки, мутантные по гену А (А"). Клетки выращивали в условиях, требующих присутствия продукта гена А, так что колонии могли образовывать лищь те клетки, в которых синтезируется продукт гена А, присутствующего в векторе. Наиболее подходящими для проведения такого отбора являются клет-ки-хозяева, в которых делетирован либо весь ген А, либо его часть. В противном случае приходится выявлять и разграничивать ревертанты и трансфор- [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология