ДНК специфические регуляторные последовательности

Многие репликоны используют, по-видимому, совершенно иную стратегию регуляции собственного синтеза. Для инициации репликации этих репликонов необходим белок-инициатор (например, белок Е в случае плазмиды F). от белок специфически связывается с определенной последовательностью ДНК, многократно повторенной на данном репликоне. Связывание белка-инициатора с одной или несколькими такими последовательностями, находящимися в ориджине, необходимо для инициации. Одна из последовательностей находится в начале гена бел ка-инициатор а, так что связывание с ней белка подавляет его собственный синтез. Считается, что регуляция репликации осуществляется благодаря сложной конкуренции за белок-инициатор между участком ДНК, необходимым для собственной репрессии, участком (или участками), необходимым для инициации синтеза ДНК, и другими участками связывания. Хотя подобные репликоны пока еще недостаточно изучены и детальная картина регуляции репликации не ясна, очевидно, что наличие множественных мест связывания ключевого белка инициации репликации позволяет регуляторной системе очень чутко отзываться на изменение копийности репликона. Например, если плазмида содержит 10 повторенных мест связывания белка-инициатора, то появление за счет репликации од ой дополнительной копии плазмиды увеличит число участков связывания на 10. В определенном смысле многократно повторенные участки связывания белка-инициатора, суммарное количество которых пропорционально копийности репликона, аналогичны ранее рассмотренной ингибиторной РНК, концентрация которой также пропорциональна копийности. [c.67]

Регуляция. Экспрессия вышеописанного гена конститутивна, т. е она не регулируется. Регуляция экспрессии генов прокариот осуществляется в основном на уровне транскрипции с помощью регуляторных белков. В этом случае регулируемые гены содержат радом с промотором дополнительные элементы, т, е. специфические нуклеотидные последовательности, способные связывать регуляторные белки Регуляция может быть негативной (осуществляется белками-репрессораии) или позитивной (осуществляется белками-активаторами). В названии способа регуляции отражен тот факт, что в первом случае экспрессия гена подавляется при появлении в клетке активного белка-регулятора, а во втором — она без него невозможна (рис. 1,3). [c.20]

В том случае, когда гены являются индуцируемыми, по-видимо-му, должен существовать механизм, включающий в себя взаимодействие регуляторных молекул со специфическими последовательностями ДНК. Примером индуцируемых генов являются гены, регулируемые стероидными гормонами. По-видимому, индукция происходит эа счет связывания комплекса гормона и специфического белка-рецептора с регуляторной последовательностью ДНК, что приводит к резкой активации транскрипции. [c.417]

Зная нуклеотидную последовательность гена и генетический код, легко определить аминокислотную последовательность кодируемого им белка. Раньше для определения структуры белка приходилось делать тщательный и весьма трудоемкий анализ выделенного и очищенного белка. Сейчас часто бывает проще определить структуру белка через нуклеотидную последовательность, чем с помощью прямого секвенирования белка. Существует огромное количество компьютерных программ, позволяющих проводить компьютерный анализ полученных секвенирован-ных последовательностей, в том числе сравнение с известными последовательностями, определение степени гомологии, выявление специфических (например, регуляторных) последовательностей, возможность моделировать вторичные структуры РНК. [c.33]

Можно лишь рассуждать о том, будет ли справедливым суждение, обратное этому принципу гены, регуляторные участки которых организованы в нуклеосомы, не могут экспрессироваться. Предположим, что образование нуклеосом происходит независимо от последовательности в любом участке ДНК, из которого специально не удалены гистоны. Тогда в отсутствие специфических регуляторных белков промоторы, усилители транскрипции и другие регуляторные участки будут организованы с помощью гистоновых октамеров в такое состояние, в котором они, возможно, не могут быть активированы. (Доказательств существования какого-либо белка, способного удалять гистоны с ДНК, нет.) [c.392]

Примерно 70% ДНК самых разнообразных эукариот представляет собой уникальные последовательности. Как расположены эти уникальные гены относительно повторяющихся последовательностей Анализ эукариотических хромосом различными методами показал, что уникалыше последовательности обычно чередуются с умеренно повторяющимися последовательностями, длина которых в типичном случае составляет 300 пар оснований. Существует несколько тысяч различных умеренно повторяющихся последовательностей. Они повторяются в геноме несколько сот раз и в совокупности составляют 20% ДНК. Функция рассеянных, умеренно повторяющихся последовательностей ДНК неизвестна. Возможно, они служат участками связывания специфических регуляторных макромолекул, которые могут контролировать транскрипцию соседних уникальных структурных генов. [c.145]

Активность каждого энхансера и элемента, расположенного перед промотором, обычно направлена на участок последовательности длиной от 100 до 200 нуклеотидных пар. Элемент такого размера содержит сайты связывания многих белков, и, как правило, может быть разделен методами генетической инженерии на меньшие, частично сохраняющие активность фрагменты ДНК Функционирование обоих типов регуляторных последовательностей зависит от связывания специфических бел- [c.192]

Точковые мутации служат для гонкой подстройки генома, но долговременный эволюционный процесс должен быть связан с более радикальными генетическими изменениями. Эту функцию выполняет генетическая рекомбинация, с ее помощью геном может увеличиваться или уменьшаться (при дупликации или делеции), а его части могут перемещаться из одной области в другую, образуя новые комбинации. Составляющие части генов (их экзоны и регуляторные элементы) могут перемешиваться, давая начало новым белкам, обладающим совершенно новыми функциями. Кроме того, если какой-либо ген представлен в геноме двумя копиями, одна из них может подвергнуться мутации, что приведет к дивергенции копий и их специализации для едва различающихся функций. Таким путем геном как целое постепенно усложняется и совершенствуется. Например, у млекопитающих почти каждый ген существует в нескольких вариантах разные гены актина - для различных типов сократительных клеток, разные гены родопсина - для восприятия различных цветов, разные гены коллагена - для различных типов соединительных тканей и так далее. Экспрессия каждого гена регулируется строго и специфически. Изучение последовательностей ДНК показывает, что многие гены, даже значительно отличающиеся друг от друга, могут иметь родственные модульные области. Так например, определенная часть генов родопсина имеет общего предшественника с рядом генов, кодирующих некоторые гормоны и рецепторы (см. разд. 12.3.13) эта общая последовательность, вероятно, присутствует и в других белках (см. разд. 3.3.8). [c.236]

Генетические способы отбора требуют значительно меньших затрат труда, чем методы скрининга, что позволило разработать новые подходы, позволяющие проводить генетическую селекцию клонов, содержащих последовательности, гомологичные любой желаемой последовательности-зонду. Это дало возможность расширить применение этого метода, распространив его на задачи, обычно решаемые с помощью более трудоемких (и часто менее специфичных) методов скрининга. В общих чертах в основе всех этих подходов лежит следующее обстоятельство хотя в случае большинства специфических эукариотических последовательностей нельзя обеспечить генетическую селекцию в клетках Е. соИ, можно сконструировать пары векторов, позволяющие селектировать продукты гомологичной рекомбинации, обусловленной гомологией последовательностей между клонами. Такая селекция основана на том факте, что процессы, подобные репликации ДНК, транскрипции, мобилизации плазмид или упаковке ДНК в фаговые частицы, могут происходить только по is-схеме в отношении соответствующего регуляторного элемента (области начала репликации, промотора, сигнала мобилизации или упаковки). Чтобы исключить рекомбинацию между векторными последовательностями, нужно подбирать векторные пары, не обладающие взаимной гомологией (или в случае рекомбинации фагов без взаимной гомологии в пределах той области, которая определяется маркерами, используемыми для селекции). Соблюдение этого главного принципа лежит в основе и скрининга фаговых клонов с использованием рекомбинации между [c.77]

Выделение специфического гена из целого генома требует методики, с помощью которой можно среди миллиона сходных элементов найти один, нужный исследователю. Идентификация регуляторной последовательности длиной в 10 нуклеотидов требует чувствительности, соответствующей выявлению 1 элемента из 3 х 10 . Серповидноклеточная анемия вызвана заменой только 1 основания в геноме, т. е. [c.44]

Эти четыре универсальных свойства генетического материала можно выявить у любого организма. В основе их лежат свойства ДНК — линейного полимера, молекулы которого имеют дискретные размеры. Каждая хромосома — это непрерывная молекула ДНК, способная к воспроизведению при наличии в ней участка (или участков) — начала репликации. Генная дискретность выражается благодаря различному чередованию нуклеотидов в разных участках ДНК, а также благодаря специфическим сигналам — сочетаниям нуклеотидов, обозначающим начало и конец считывания генетической информации, т. е. благодаря определенным регуляторным последовательностям (см. гл. 16, 17). [c.259]

С помощью компьютеров можно вести поиск специфических нуклеотидных последовательностей, например промоторов или участков связывания с рибосомами. Они позволяют также обнаружить последовательности со специфическими свойствами. Например, наличие сходных последовательностей в разных неродственных во всех других отнощениях генах или вблизи них наводит на мысль об их возможной регуляторной роли. Точно так же присутствие гомологичных последовательностей в кодирующих областях различных генов может свидетельствовать об общности эволюционного происхождения этих генов. Данный вопрос детально рассмотрен в ч. III книги. Однако важно осознавать, что статистический анализ еще не является достаточным для того, чтобы делать вывод о биологической роли той или иной последовательности. Об этом можно говорить только после проведения независимого биологического исследования. [c.332]

Итак, регуляция активных генов осуществляется с помощью различных регуляторных белков-репрессоров и активаторов транскрипции. С физической точки зрения наиболее интересным свойством этих белков является их способность у.чнавать специфические нуклеотидные последовательности ДНК. Установлено, что в комплексе с регуляторными белками сохраняется обычная -подобная конформация ДНК. Узнавание белками их специфических связывающих мест на ДНК основывается на прямом чтении белком последовательности оснований в узкой и/или широкой бороздках ДНК. Специфичность связывания обеспечивается образованием большого числа водородных связен и других слабых взаимодействий между функциональными группами белка и основаниями ДНК. Одна и та же последовательность оснований может быть прочитана как со стороны узкой, так и со стороны широкой бороздки ДНК. Однако характер и пространственное расположение функциональных групп оснований — потенциальных доноров и акцепторов водородных связей— в узкой и широкой бороздках ДНК значительно отличаются. Поэтому часто говорят о двух каналах передачи информации. В узкой бороздке ДНК атомы 02 пиримидинов и N3 пуринов могут служить в качестве акцепторов водородных связей, в то время как 2-аминогруипа гуанина часто является донором водородной связи. Важной особенностью структуры ДНК является пространственная эквивалентность положений всех этих акцепторных групп для пуриновых и пиримидиновых оснований, находящихся в одной и той же полинуклеотидной цепи. Кроме того, атомы N3 пурина и 02 пиримидина в каждой паре оснований связаны осью симметрии второго порядка. Поэтому при чтении текста со стороны узкой бороздки ДНК АТ- и ГЦ-пары легко узнать, в то время как АТ- и ТА-пары различить трудно, так как оии несут геометрически эквивалентные группы сходной химической природы. [c.290]

Для идентификации трансформированных клеток необходимо уметь обнаруживать чужеродную ДНК, интегрировавшую в геномную ДНК растения. Более того, при исследовании сигналов регуляции транскрипции и их функций в специфических растительных тканях (листьях, корнях или цветках) зачастую важно уметь количественно оценивать уровень экспрессии гена, кодирующего легко идентифицируемый продукт. Все это требует применения репортерных генов, которые позволяют либо проводить отбор трансформированных клеток, либо оценивать активность кодируемого ими фермента. Было протестировано несколько разных генов, которые можно использовать как доминантные селективные маркеры, и генов, чей белковый продукт можно обнаружить с помощью специфических методов (табл. 17.4). Поскольку многие из ренортерных генов имеют бактериальное происхождение, они были снабжены регуляторными последовательностями, обеспечивающими их экспрессию в растительных клетках. Проводя отбор по доминантному маркеру, можно получить культуру, содержащую только трансформированные клетки. Так, в присутствии канамицина выживают только клетки растений, синтезирующих активную неомицинфосфо-трансферазу. [c.381]

PU -векторы несут специфические экспрессионные кассеты, состоящие из регуляторных последовательностей, обеспечивающих транскрипцию клонируемых генов. [c.39]

Был выдвинут целый ряд правдоподобных и даже взаимно не исключающих друг друга гипотез относительно функционального значения 5 -фланкируюищх последовательностей. Характерно, что все они основаны на представлении об участии специфических регуляторных [c.223]

В некоторых животных клетках повышение уровня сАМР активирует транскрипцию специфических генов. В нейроэндокринных клетках гипоталамуса (разд. 12.1.2). например. сАМР включает ген. кодируюший пептидный гормон соматостатин. В промоторной области гена соматостатина есть короткая последовательность ДНК (около 30 нуклеотидов), найденная также в промоторах ряда других генов, активируемых сАМР. Эта последовательность узнается специфическим регуляторным белком, который, будучи фосфорилирован А-киназой, активирует транскрипцию этих генов. [c.373]

В связи с установлением трехмерной структуры гистонового октамера (Н2А-Н2В-НЗ-Н4)2 и его стерических взаимоотношений с ДНК встает ряд вопросов принципиального порядка. Например, каковы механизмы и причины спонтанного возникновения белкового комплекса и самосборки нуклеосомы в целом Не менее интересен и вопрос о том, каким образом происходит освобождение нуклеотидной цепи от гистонового кора Дело в том, что доступность ДНК, входящей в состав нуклеосом, существенно ограничена на тех участках, где двойная спираль соприкасается с поверхностью октамера. Присоединение специфических регуляторных белков к функционально активным нуклеотидным последовательностям становится возможным только при освобождении соответствующих участков связывания ДНК от нуклеосом. Поэтому выяснение причины распада нуклеопротеиновых комплексов столь же важно, как и исследование причины их возникновения. Можно полагать, что после того, как механизм создания и разрушения нуклеосом получит свою количественную трактовку, будет решен и один из наиболее интригующих вопросов, касающихся гистоновых белков, а именно, почему гистоны Н2А, Н2В, НЗ и Н4 в отношении своих аминокислотных последовательностей являются самыми консервативными в природе белками (табл. 1.7) Не исключено, что нуклео-сома представляет собой уникальную по своей структурной организации клеточную субъединицу. Из общих соображений очевидно, что в ней должны сочетаться идеальная согласованность внутри- и межмолекулярных взаимодействий белков, образующих гистоновый октамер, комплементарность поверхности нуклеосомного кора контактной поверхности суперспирали ДНК и в то же время наличие тонкого баланса сил противоположной направленности, нарушение которого при соответствующих изменениях внешних условий ведет к быстрому смещению равновесия в сторону возникновения или распада нуклеопро-теинового комплекса. Консервативность гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4 указывает на то, что нормальное функционирование такой системы практически исключает аминокислотные замены. [c.112]

Однако следует подчеркнуть, что вьщеление индивидуальных пептидов и определение их биологической активности является чрезвычайно трудоемкой задачей, которая требует длительного определения активности многих сотен пептидов, что практически трудно осуществимо. В связи с этим был разработан принципиально новый подход к поиску и синтезу физиологически активных пептидов. На основе исследования рангового порядка аминокислот в составе комплексных препаратов класса цитомединов и обнаружения повторяющихся олигопептидных блоков в составе регуляторных белков были определены аминокислотные последовательности, обладающие специфическими регуляторными свойствами (см. раздел 1.4.1). Такой подход позволил в последние годы разработать и синтезировать в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН пептидные биорегуляторы функциональной активности тимуса, коры головного мозга, эпифиза, сетчатки, сосудов, сердца, бронхов. Они получили общее название цитогены. [c.177]

А. В присутствии белок аг существует в двух формах, различающихся по специфичности связывания. Результаты второго варианта опыта подтверждают такой вывод и исключают возможность того, что й2 присутствует в одной форме, которая может связываться как с а-специфическими, так и с гаплоид-специфическими последовательностями. При добавлении в избытке немеченой а-специфической ДНК связывания с мечеными а-специфическими последовательностями не происходит, а с мечеными гаплоид-специфическими последовательностями связывание сохраняется. Аналогичным образом добавление в избытке немеченой гаплоид-специфической ДНК препятствует связыванию с мечеными гаплоид-специфическими фрагментами. Если бы одна форма Ог была способна связываться с обеими регуляторными последовательностями, то при добавлении в избьггке любого немеченого фрагмента прекратилось бы связывание обоих типов радиоактивно меченных фрагментов. [c.416]

Система комплемента человека включает в сеоя 20 белков плазмы. Механизм их последовательного взаимодействия довольно хорошо изучен. Классический путь активации комплемента начинается с того, что субъединица lq макромолекулы С1 связывается с IgG или IgM в случае их соединения с антигеном или агрегации. Затем следует активация С1г и С Is. Активированный С1 последовательно расщепляет С4 и С2, в результате чего происходит сборка фермента С4Ь2Ь, расщепляющего СЗ при классическом пути. Активность С4Ь2Ь ограничивается лабильностью С2Ь и в меньшей степени специфическими регуляторными белками, инактивирующими С4 (сюда входят белок, связывающийся с С4, и фактор I). [c.26]

Существование специфических регуляторньк последовательностей в ДНК, узнаваемых белками, которые содержат домен, соответствующий гомеобоксу, позволяет предположить, что и они являются характфной чфтой генов, содержащих гомеобокс и участвующих в формировании пространственной организации. Нетрудно представить, как такие гены с крайне незначительными различиями в регуляторных последовательностях и последовательностях, кодирующих белки, могут объединиться и образовать сложную сеть, в которой продукты одного гена контролируют экспрессию другого подобный механизм обсуждался, когда мы рассматривали формирование пространственной организации вдоль переднезадней оси эмбриона дрозофилы. В такой системе механизмы клеточной памяти и детерминацию можно достаточно просто объяснить саморегуляцией экспрессии генов, сходной с саморегуляцией, которая была описана для генов Ultrabithorax (см. рис. 16-73). [c.131]

Промоторная область гена металлотионеина представлена на рис. 4.23. Неподалеку от старта транскрипции и промотора ТАТА имеются энхансеры (девятинуклеотидные последовательности), узнаваемые специфическими регуляторными белками (индукторами), и СС-мотив — тоже короткая последовательность, узнаваемая регуляторными белками. Белки-индукторы взаимодействуют с энхансерами при повышении концентрации ионов металлов (на рисунке два таких эн-хансера) или кортизола. В результате конформационных изменений индукторы приобретают сродство к белкам, инициирующим транскрипцию, расположенным в ТАТА-области, и активируют инициацию транскрипции. Для контакта индукторов с белками области ТАТА необходимо изгибание молекулы ДНК (рис. 4.23, б). [c.144]

Смотреть страницы где упоминается термин ДНК специфические регуляторные последовательности: [c.75] [c.131] [c.465] [c.62] [c.489] [c.405] [c.216] [c.161] [c.161] [c.63] [c.325] [c.70] [c.76] [c.170] [c.172] [c.295] [c.9] [c.9] [c.10] [c.172] [c.368] [c.195] [c.348] [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология