Экзоны экспрессия

Вырезание Ас-подобных элементов у растений может быть неточным — элемент оставляет отпечаток своего присутствия внутри гена, образуя, например, дупликацию или вставку нескольких нуклеотидов в районе внедрения. В результате могут из.меняться свойства белка или характер экспрессии гена, если элемент соответственно побывал в экзоне или в регуляторном районе гена. [c.232]

При экспрессии поздних генов аденовируса одна и та же лидерная последовательность в результате сплайсинга может быть соединена с одной из нескольких различных кодирующих последовательностей. Происходящие при этом события схематично представлены на рис. 20.20. Здесь имеется одна единица транскрипции, экспрессия которой инициируется в одной-единственной точке. В начальной части транскрипционной единицы присутствуют три последовательности, которые при сплайсинге соединяются вместе, образуя нетранслируемую лидерную последовательность. (Такая ситуация показана на рис. 20.6 и 20.7.) Компоненты лидерной последовательности имеют небольщую длину и обозначены как лидерные экзоны 1, 2 и 3. Правее этих последовательностей находится несколько кодирующих участков, каждый из которых соответствует позднему белку вируса. Эти участки обозначены как кодирующие экзоны А, В, С и т. д. Для каждого первичного продукта транскрипции лидерная последовательность, состоящая из трех частей и образовавшаяся в результате первых двух этапов сплайсинга, затем может быть присоединена к одному из трех кодирующих участков. [c.257]

Ряд интересных проблем, касающихся экспрессии генов, связан с существованием генов с высокой степенью мозаичности. При их экспрессии должно быть удалено большое число интронов, а экзоны должны быть соединены в правильной последовательности. То, что реакция не распространяется последовательно вдоль предшественника, означает, что внутри предшественника РНК должны распознаваться определенные пары концов интронов. [c.322]

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]

Как оказалось, по крайней мере одна из форм Р Талассемии, болезни, при которой заметно снижен уровень экспрессии одной из цепей гемоглобина, является результатом нуклеотидной замены на границе интрон-экзон, что препятствует удалению интрона и ведет к снижению или полному подавлению синтеза Р-цепи. [c.90]

Огромное значение для молекулярной биологии последнего десятилетия имеет развитие генетической инженерии (возникшей в 1972—1973 гг. П. Берг, П. Лобан, С. Коэн и Г. Бойер) и методов работы с рекомбинантными ДНК в сочетании с методами химического синтеза крупных фрагментов ДНК. В результате сделались доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетические элементы, было стимулировано изучение ферментов биосинтеза и обмена нуклеиновых кислот. Благодаря этому после 1977 г. были обнаружены мозаичное (экзон-интронное) строение генов, явление сплайсинга и ферментативной активности у РНК, усилители ( энхансеры ) экспрессии генов, многие регуляторные белки, онкогены и онкобелки, мобильные генетические элементы. Возникла белковая инженерия, которая позволяет получать новые, не существующие в природе белки. Молекулярная биология начала оказывать существенное влияние на развитие биотехнологии, медицины и сельского хозяйства. [c.9]

Принципиальной является возможность образования нескольких разных типов мРН К в результате изменения хода сплайсинга одного и того же первичного транскрипта. Для разных генов показаны так называемые альтернативные пути сплайсинга, основанные на использовании разных экзонов одного гена при образовании мРНК-В результате альтернативного сплайсинга зрелые молекулы мРНК, образующиеся при транскрипции одного гена, включающего несколько экзонов, будут различаться набором экзонов, кодирующих отдельные участки молекулы белка. Кроме того, последовательность экзона в ходе одного пути сплайсинга может служить нитроном в ходе альтернативного пути сплайсинга. Таким образом, разные способы экспрессии одного гена могут приводить к образованию [c.182]

Наличие путей альтернативного сплайсинга существенно увеличивает число разных мРНК, транскрибируемых с одного гена (рис. 106, 2, б). При образовании мРНК тропонина с помощью механизма альтернативного сплайсинга используется также взаимоисключающая и взаимозаменяемая экспрессия экзонов 16 и 17, кодирующих определенный участок полипептидной цепи тропонина. На разных стадиях развития образуются а- и р-тропонины, различающиеся последовательностью из 14 аминокислот, начиная с 229-го и кончая 242-м аминокислотным остатком. Остальные участки полипептидной цепи этих изотипов тропонина идентичны. Остается не ясным, какие изменения функциональных свойств тропонина обусловлены экспрессией того илн иного экзона в составе мРИК- [c.183]

Существование интронов в эукариотических генах обеспечивает регуляцию экспрессии генов в развитии благодаря альтернативным путям сплайсинга, в основе которых лежит возможность испмьзо-вать разные экзоны одного гена для образования разных мРНК. Кроме того, в нитронах (т. е. внутри гена) могут на.ходиться важные элементы регуляции транскрипции — усилители, нли энхансеры Сангл. enhan ers) см. гл. X). [c.191]

Предполагается, что мозаичная экзон-интронная структура генов, свойственная эукариотам, вероятно, была более древней, чем безынтронная, прокариотическая. В таком случае традиционные филогенетические представления, согласно которым прокариот помещают в основание эволюционного древа, а эукариот — на вершины, должны быть пересмотрены. Геном прокариот, как правило, не содержащий генов с интронами, рассматривается как компактный (рационализированный), образовавшийся в результате потери интронов, например, в результате отбора на скорость репликации. Напротив, предполагается, что мозаичная структура генов определяет эволюционные возможности генома, тогда как прокариоты, утерявшие интроны, представляют собой эволюционный тупик. Заметим, однако, что интроны, удаляемые в результате сплайсинга, изредка обнаруживаются при экспрессии генов в клетках бактерий, например в гене тимидилатсинтетазы фага Т4. [c.194]

Укажем также на весьма интересные и новые данные о существовании в структуре мРНК-предшественника, помимо экзонов и интронов, особых, так называемых альтернативно сплайсируемых, последовательностей. Выявлены примеры неоднозначного протекания сплайсинга для ряда генов. Результат альтернативного сплайсинга-появление нескольких продуктов при экспрессии одного гена. Так, получены доказательства, что экспрессия [c.492]

У бобовых растений синтез легоглобинов кодируется семейством из нескольких сцепленных Lb-генов. В настоящее время подробно изучена структурно-функциональная организация этих генов выявлена их ин-трон-экзонная структура, изучена организация промоторов, расположение кодирующих и некодирующих участков. Экспрессия Lb-генов в клубеньках, по всей видимости, основана на обмене партнеров регуляторными сигналами. Об этом говорит присутствие в промоторах этих генов последовательностей, которые гомологичны некоторым бактериальным промоторам и могут быть мишенями для сигнальных молекул, поступающих в растительные клетки от бактерий. Удалось выявить и бактериальные ДНК-связывающие белки, которые взаимодействуют с промоторами легоглобиновых генов. [c.179]

У вирусов высших организмов, а иногда и в самих эукариотических клетках, обнаружены альтернативные типы экспрессии генов. В этих случаях возможно переключение в процессе сплайсинга. При образовании мРНК один конкретный экзон может быть соединен с любым из нескольких других экзонов. В результате образуются различные белки, у которых одна часть общая, а другая варьирует. Такой пример рассматривается на рис. 3.13, где показано, что некоторые участки про-мРНК в одном случае ведут себя как экзоны, а при другом типе сплайсинга оказываются интронами. У мутаций в таких участках-очень сложные комплементационные свойства, и не всегда возможно отнести их к какой-либо независимой группе комплементации. [c.54]

Рис. 20.20. При экспрессии поздних генов аденовируса одна и та же лидерная последовательность может быть присоединена к различным кодирующим участкам мРНК. На рисунке показаны только три кодирующих экзона, однако в действительно-

Существует ли какая-либо очевидная эволюционная взаимосвязь между разными функциями, кодируемыми интронами Открытые рамки считывания интронов содержат ряд сходных последовательностей, но до сих пор не ясно, имеют ли они какое-либо значение. Во всех кодирующих областях интронов частота использования определенных кодонов несколько отличается от частоты использования кодонов в экзонах. Поскольку не ясно, какие преимущества митохондрии извлекают из сохранения такой сложной системы экспрессии своих прерывистых генов, можно предположить, что когда-то существовал отдельный белок, участвующий в сплайсинге второго интрона гена box. Позже соответствующий ему ген мог быть транслоцирован в интрон, что привело к возникновению существующей в настоящее время структуры. Тем не менее остается справедливым утверждение, что, по-видимому, единственная цель кодируемой интроном функции состоит в удалении кодирующей последовательности из мРНК. [c.262]

Некоторые псевдогены имеют в целом такую же структуру, как и функционально активные гены, с обычным расположением последовательностей, соответствующих экзонам и интронам. Они становятся неактивными в результате мутаций, нарушающих одну или все стадии экспрессии гена. Эти изменения могут проявляться в виде нарушения инициирования транскрипции, препятствовать осуществлению сплайсинга на границах экзон—интрон или приводить к преждевременному терминированию трансляции. Обычно псевдоген несет несколько вредных мутаций, вероятно, потому, что ген, однажды перестав быть активным, стал объектом для дальнейшего накопления мутаций. Такие псевдогены были обнаружены во многих системах генов, включая гены глобинов, иммуноглобулинов, антигенов гистосовместимости и т.д. [c.278]

Когда было обнаружено, что прерывистые гены транскрибируются с образованием предшественников РНК, из которых в результате сплайсинга выделяются экзоны, возник ряд вопросов, касаюпщхся экспрессии генов. Рассматривая сплайсинг РНК просто как один их механизмов экспрессии генов, интересно выяснить, какие участки [c.317]

Парадоксальность такого заключения по сравнению с обычной ситуацией, когда сплайсинг осуществляется только по левой и правой границам одного и того же интрона, наглядно проиллюстрирована на рис. 26.10. На рисунке сравнивается экспрессия иммуноглобулинового гена дикого типа с мутантным геном, у котррого в результате делеции была удалена область, включающая границу между экзоном VI и интроном 2. (Структура и экспрессия иммуноглобулиновых генов детально обсуждаются в гл. 39.) [c.325]

Видно, что в случае рассмотренных нами клеточных полипротеинов образуются продукты небольшого размера (состоящие менее чем из 40 аминокислот). Отражает ли это тот факт, что сложности, возникающие при синтезе небольших белков de novo, приводят к необходимости их образования путем расщепления более длинных предшественников (и, таким образом, открывают путь для эволюции различающихся белковых продуктов) Было бы интересно охарактеризовать гены, кодирующие множество сходных полипротеинов. Действительно ли, что их сборка осуществляется путем перетасовки экзонов, аналогичной рассмотренной в гл. 20, или весь процесс в целом возник в результате эволюции одной из следующих стадий экспрессии повторяющихся генов, гены-предки которых не кодировали такие множественные функ- [c.342]

Исследование соответствующей геномной области показало, что концевые участки и Ця кодируются разными экзонами. Эта связь между структурой гена и мРНК продемонстрирована на рис. 39.14. При экспрессии мембранной формы константная область образуется за счет сплайсинга шести экзонов. Первые четыре из них кодируют четыре домена константной области. Два других. [c.514]

Одновременный синтез IgM и IgD зрелыми В-лимфо-цитами-это исключение из правила, согласно которому одна клетка синтезирует только один тип иммуноглобулина. л- и 6-иммуноглобулины различаются константными областями тяжелой цепи, но идентичны в остальных участках белковой молекулы. По-видимому, совместная экспрессия двух Сн-генов является результатом альтернативного процессинга РНК. Константная область 6 расположена близко от ц-гена если транскрипция продолжается в эту область, VDJ-экзон может сплайсироваться с экзонами 6-гена. Это напоминает ситуацию с экспрессией поздних генов аденовируса (рис. 20.20). Образование разных полиаденилирюванных концов в ядерной РНК контролирует выбор кодирующих областей для сплайсинга с начальным экзоном. (Известен только один случай, когда выбор участков полиаденилирования недостаточен. Переключение от 6 к 6 может происходить только путем прямого выбора различных сайтов сплайсинга.) [c.515]

Контроль образования мРНК может осуществляться внутри ядра на нескольких различных уровнях. Как уже отмечалось, многие эукариотические гены состоят из экзонов и интронов, причем созревание мРНК сопровождается вырезанием интронов из соответствующих первичных РНК-транскриптов, то есть сплайсингом. Контроль экспрессии генов [c.207]

Г еномы высших эукариот, где длинные последовательности некодирующей ДНК перемежаются относительно короткими кодирующими участками, представляют собой благодатную почву для интеграции и исключения мобильных элементов. В связи с тем, что на транскрипцию генов влияют и удаленные от них на десятки тысяч нуклеотидных пар участки, можно ожидать, что многие возникшие нри транспозиции изменения генома окажут влияние и на экспрессию генов. И напротив, но-видимому, лишь немногие перестройки приведут к разрушению коротких экзонов, содержащих кодирующие последовательности. [c.246]

Функциональные последовательности ДНК в геномах высших эукариот, по-видимому, собраны из небольших генетических модулей по крайней мере двух типов. Блоки кодирующих последовательностей образуют множество комбинаций для синтеза белков регулирующие последовательности рассеяны среди длинных некодирующих участков и контролируют экспрессию генов. Как кодирующие последовательности (экзоны). так и регуляторные последовательности (энхансеры) по размеру обычно не превышают нескольких сот нуклеотидных пар. В геномах происходят разнообразные генетические рекомбинации, обусловливающие возникновение дупликацип и перенос последовательностей ДНК. В некоторых случаях дутщируются целые гены, которые могут затем приобретать новые функции. В результате рекомбинации иногда возникают новые белки, при этом происходит перетасовка экзонов ти изменение экспрессии генов за счет перекомбинации энхансеров. Перестановка последовательностей имеет огромное значение для эволюции организмов, у эутриот она в значительной мере упрощена благодаря прерывистой структуре генов эукариот. Важно также, что гены эукариот подвержены многочисленным активирующим и подавляющим влияниям, которые оказывают на них разные комбинации удаленных от них энхансеров. [c.248]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология