Модели регуляции экспрессии генов

Модель Дэвидсона-Бриттена. Дэвидсон и Бриттен в 1969 г. предложили модель регуляции экспрессии генов у высших организмов [1019]. Авторы логически развили соответствующую модель для микроорганизмов, чтобы учесть более тонкие требования, предъявляемые к регуляции в процессе дифференцировки. [c.131]

Рис. 5.2. Модель позитивной регуляции экспрессии генов ху1-оперонов в плазмиде рУШО (по А. М. Боронин, Т. В, Цой, 1990).

При специфической трансдукции фрагмент бактериальной ДНК связан ковалентно с фаговой хромосомой и реплицируется в ее составе. Это позволяет мультиплицировать трансдуцируемые бактериальные гены и манипулировать ими в лабораторных условиях. Явление специфической трансдукции было открыто при работе с умеренным бактериофагом X, развивающимся в клетках Е. соИ К-12 (Morse et al., 1956). Этот фаг является представителем большого семейства лямбдоидных фагов. Он сыграл исключрггельную роль в развитии молекулярной генетики и генетической инженерии. Столь же значительна роль нитевидных фагов семейства М13. Их ДНК широко используется в качестве векторов. Поэтому для понимания многих аспектов генно-инженерных работ необходимо знать основные элементы их генетики и биологии развития. По трем причинам более детально описан фаг Х. Во-первых, это классический объект, послуживший моделью при изучении регуляции экспрессии генов вообще и временного профаммирования развития фагов в частности. Во-вторых, в 60-е годы он явился объектом, на котором была заложена база генетической инженерии — представление о векторе и возможности клонирования и экспрессии в нем чужеродных генов. В третьих, в 70-е годы [c.103]

Важная проблема дифференцировки состоит в том, как клетка того или иного типа решает , какие именно рецепторы должны быть на поверхности ее мембраны. Существенную роль в эмбриональном развитии играют гормоны. В целом высшие эукариоты, включая человека, нуждаются в гораздо более тонких механизмах регуляции экспрессии генов, чем микроорганизмы. Однако, исходя из принципов эволюционной генетики, можно предположить, что основные принципы регуляции экспрессии и дифференцировки должны иметь сходство. В ходе эволюции происходила многоэтапная адаптация ко все более сложной обстановке, которая требовала изощренной регуляции. Поэтому логично было бы исследовать различные биологические системы, опираясь на выводы теории эволюции и при переходе к более сложным системам соответственно усложнять интерпретации и модели. [c.130]

Модели регуляции экспрессии генов [c.337]

Нарушения в синтезе гемоглобина при трисомии 13, очевидно, обусловлены ошибками механизма, контролирующего переключение с синтеза е-цепи на синтез у-цепи и последующего переключения с синтеза у-цепи на синтез р- и 5-цепей. Аномалии синтеза гемоглобина при трисомии 13 были обнаружены в то время, когда Жакоб и Моно предложили свою модель регуляции экспрессии генов у бактерий. Неудивительно, что экспериментальные данные пытались интерпретировать в рамках именно этой модели. Убедительные доводы в пользу или против нее до сих пор не получены. [c.134]

И для сго-белка, и для белка-репрессора с помощью методов рентгеновской кристаллографии установлена пространственная структура. Предложены и проверены модели связывания данных белков с ДНК, проанализированы и имеющие к этому отношение молекулярные и генетические события. До настоящего времени фаг X остается наиболее изученным и в отношении молекулярного механизма регуляции экспрессии генов. [c.118]

Мы рассматриваем альтернативные способы экспрессии генов как простейшую модель развития. Теперь проведем три аналогии между этими процессами и развитием эукариотического организма из оплодотворенного яйца. Это позволит нам подытожить основные черты регуляции генов фага А, и увидеть их в новом свете. [c.78]

Технология создания генетически модифицированных животных является одной из наиболее интенсивно развивающихся биотехнологий в последние 10 лет. Трансгенные животные широко используются как для решения большого числа теоретических задач, так и в практических целях в области биомедицины и в сельском хозяйстве. Некоторые научные проблемы не могли бы быть решены без создания трансгенных животных. Трансгенных лабораторных животных в качестве моделей используют для проведения исследований функций различных генов, регуляции их экспрессии, фенотипического проявления генов, инсерционного мутагенеза и т. д. [c.498]

Принято считать, что в случае эукариотических генов имеет место полоад1йД]ьаая з ляй я-их а4 ивн и. л0-ка ген н включен, он неактивен. Это согласуется с предположением, что ген может экспрессироваться только после его перехода из обычного неактивного состояния в активное. На последующих этапах может осуществляться как отрицательная, так и положительная регуляция. Модели регуляции экспрессии эукариотических генов обычно предполагают наличие положительной регуляции, которая, однако, легко может быть заменена на отрицательную. [c.339]

Из всего сказанного выше можно сделать вывод, что регуляция транскрипции опосредуется связыванием варьирующего числа разнообразных факторов транскрипции со спепифическими родственными им элементами промоторов и энхансеров. По-видимо-му, эффективность инициации транскрипции зависит от взаимодействий между этими связанными с ДНК белками (и, возможно, другими связанными с ними белками) и одним или более компонентами основного аппарата транскрипции, хотя детали этой регуляции на молекулярном уровне неизвестны. Согласно этой модели, уровень экспрессии гена зависит от доступности, концентрации и активности одного или нескольких факторов, участвующих в его транскрипции. Такой механизм в значительной степени объясняет широкое разнообразие фенотипов дифференцированных клеток и тканей и их способность реагировать на изменения окружающей среды. Тот же самый принцип, вероятно, используется также при регуляции упорядоченного во времени и пространстве эмбрионального развития. Следовательно, сложная временная и пространственная картина экспрессии при эмбриогенезе создается в результате координированного взаимодействия как повсеместно присутствующих, так и ограниченных определенными структурами специфических факторов транскрипции. [c.84]

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]

Исследование функции отдельных вирусных генов можно назвать этапом функциональной анатомией генома вируса. На этом этапе широко использовались и используются различные клеточные модели (системы in vitro), а также трансгенные животные и искусственно инфицированные рекомбинантными SIV обезьяны (системы in vivo). Большое внимание в этих исследованиях было обращено на изучение роли как структурных, так и регуляторных генов HIV/SIV. Последние участвуют не только в регуляции экспрессии и репликации вирусного генома, но оказывают также существенное влияние на метаболизм хозяйских клеток. [c.149]

Гормон эритропоэтин (ЭПО) является важным фактором дифференцировки эритроидных клеток. Трансгенные животные могут быть удобной моделью для исследования биологического эффекта ЭПО в организме, механизма действия этого гормона и регуляции экспрессии соответствующего гена. Нами были получены трансгенные мыши, содержащие ген ЭПО человека под контролем LTR RSV (Мудрик и др., 1991). Как показали проведенные исследования, длительное действие трансгена не оказывало эффекта па гематокрит и содержание гемоглобина в эритроцитах и ретикулоцитах периферической крови (рис. 67). Вместе с тем при исследовании костного мозга трансгенных мышей были выявлены значительные изменения в составе эритрона. В среднем количество клеток эритроидного ряда увеличивалось более чем в 3 раза по сравнению с таковыми у контрольных животных, причем наибольшее статистически достоверное увеличение происходило в количестве нормобластов и ретикулоцитов, т.е. неделящихся клеток. Полученные данные позволили сделать вывод о том, что костный мозг является достаточно закрытой системой. Существенное увеличение концентрации ЭПО, происходившее за счет экспрессии трансгепа, которое приводило к сильному изменению важных параметров этой системы, не отражалось на состоянии периферической крови трансгенных животных. [c.197]

На модели трансгенных животных были получены многочисленные данные, касающиеся регуляции экспрессии клеточных и вирусных генов in vivo и их функции в целых организмах. Для понимания сложных процессов взаимодействия вирусов и клеток принципиально важным является выяснение функций отдельных вирусных генов, т.е. создание функциональной анатомии геномов вирусов. Вирусные гены, в отличие от клеточных, часто не имеют сходных генов в геноме и их эффект прояв.пяется в чистом виде. [c.199]

Природа надмолекулярного комплекса, образующегося при соединении разнообразных белковых факторов с соответствующими участками, и его роль в стимуляции ранней транскрипции у SV40 в настоящее время до конца не установлены. Тем не менее изучение этой системы уже внесло значительный вклад в выяснение механизмов регуляции транскрипции, поскольку она представляет собой хорощую модель для детального исследования процессов трансактивации и дифференциальной экспрессии генов. [c.58]

Компьютерная модель вторичной структуры этой области содержит одну шпилечную структуру, очень похожую на каноническую шпильку в IRE TfP-мРНК (рис. 8.118). И в самом деле, оказалось, что гены, экспрессия которых в норме не регулируется железом, приобретают способность к такой регуляции при введении в их 5 -лидерные области синтетического олигонуклеотида, способного образовать аналогичную структуру, или при введении любой из шпилек, принадлежащих IRE TfR. Каждая из этих шпилечных структур обеспечивает столь же [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология