Способы экспрессии генов

Одно из возможных объяснений состоит в том, что разные способы экспрессии генов сложного локуса приводят к образованию неодинаковых продуктов. Различия между этими продуктами могли бы быть обусловлены перестройками ДНК (что в настоящее время кажется маловероятным, поскольку каких-либо изменений в геноме обнаружено не было) или наличием разных способов протекания сплайсинга. Такие модели способны дать объяснение перекрывающимся, но близким способам комплементации, при которых мутации иногда затрагивают независимые гены, расположенные в пределах локуса, а иногда-гены, входящие в состав одного сложного локуса. [c.263]

Бактериофаг X оказался настоящей сокровищницей систем генетической регуляции, изучение которых позволило заметно расширить и углубить наши представления о механизмах генетической регуляции у прокариот. В процессе литического развития гены фага X (см. гл. 7) регулируются таким образом, чтобы обеспечивать контролируемую репликацию ДНК, рекомбинацию, синтез структурных белков и сборку частиц потомства фага. В то же время лизогенам по фагу X присущ иной способ экспрессии генов. В лизогенных бактериях репрессированы все гены профага, используемые при литическом развитии, и экспрессируется только один ген, обозначаемый с1, который контролирует репрессию генов профага. Экспрессия гена с1 в лизогенах обеспечивает также иммунитет клетки к повторной инфекции другим фагом X. [c.183]

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]

Способы экспрессии генов [c.82]

Какими способами можно влиять на экспрессию генов, клонированных в прокариотических организмах [c.133]

Существуют три главных способа синтеза химических соединений на основе биокатализа 1) путем использования культур клеток растений или животных, образующих дорогостоящие вещества 2) путем использования микроорганизмов, при необходимости измененных методами генетической инженерии, для биосинтеза или модификации химических веществ 3) путем использования измененных методами генетической инженерии микроорганизмов в качестве устройств для экспрессии генов растений и животных, что позволяет синтезировать в больших количествах особые, присущие только высшим организмам химические соединения. [c.25]

Регуляция экспрессии генов посредством сайт-специфической инверсии, вероятно, не является широко распространенным способом генетической регуляции у прокариотических организмов. Судя по всему, эволюция большинства регуляторных механизмов прокариот была направлена на создание систем быстрого изменения уровня экспрессии тех или иных генов в ответ на быстрые изменения в окружающей среде. В то же время система вариации фаз организована таким образом, что соответствующие изменения происходят с очень низкой вероятностью и не могут служить целям быстрого реагирования на изменения окружения. Система сайт-специфической инверсии скорее предназначена не для оперативной подстройки к изменяющимся условиям среды, а для подготовки целой популяции клеток к встрече с новыми условиями окружения посредством расширения возможностей генетической вариабельности в популяции. [c.202]

Значение метилирования ДНК для экспрессии генов в значительной степени прояснилось в результате опытов по трансфекции. Например, тканеспецифичный ген, кодирующий актин мышц, выделяли как в полностью метилированной, так и в полностью неметилированной формах. При введении двух модификаций этого гена в культуру мышечных клеток оба варианта транскрибировались одинаково эффективно. Если же этот ген вводили в фибробласты, где он в норме не экспрессируется, неметилированный вариант транскрибировался на низком уровне, который тем не менее был выше, чем у введенного метилированного гена или у эндогенного гена, присутствующего в фибробласте и также метилированного. На основании этих опытов можно сделать вывод, что у позвоночных метилирование ДНК используется для закрепления пути развития, выбранного иными способами. [c.218]

Во многих случаях для изучения экспрессии генов млекопитающих наиболее приемлема так называемая временная экспрессия, происходящая в части клеток в течение нескольких часов после введения ДНК. Если же требуются большие количества продукта, то приходится выделять клоны, клетки которых сохраняют вектор и в ходе пролиферации. Подобное стабильное наследование вектора достигается двумя путями использованием вирусного репликона, например вируса папилломы крупного рогатого скота (ВРУ) (см. гл. 8 тома П этой серии [34]), или в результате интеграции вектора в ДНК клетки-хозяина. Известно, что любая чужеродная ДНК с низкой частотой способна встраиваться в неспецифические участки хозяйской хромосомы получившиеся клоны можно выявить, если использовать подходящий селективный маркер. В гл. 6 тома И данного издания описаны различные селектируемые векторы, а также способы их введения в культуру клеток. В этой главе мы коснемся методов, позволяющих получить высокоэффективную экспрессию интегрирующихся векторов в стабильно трансфицированных линиях клеток. [c.238]

Определенное влияние на уровень экспрессии гена могут оказывать его ориентация и положение в составе вектора. Как правило, лучшие результаты достигаются при одинаковой ориентации обоих генов вектора, когда их транскрипция происходит в одном направлении проверить влияние различной ориентации гена можно в экспериментах по временной экспрессии (см. гл. 6 книга II данной серии [34]), если, конечно, существует достаточно чувствительный способ анализа экспрессии интересующего гена. [c.261]

Перенос и экспрессия генов у эукариот. Для микроорганизмов известны два основных способа введения чужеродного генетического материала в клетку. При трансформации чистая ДНК при некоторых, не до конца ясных условиях проникает в микробную клетку и встраивается в генетический материал. При трансдукции генетическая информация от одной бактериальной клетки к другой передается с помощью бактериофага. Эксперименты по трансформации бактерий сьп-рали важную роль в истории генетики с их помощью установили, что именно ДНК является генетически активным материалом [220]. [c.167]

Если продолжить аналогию, то лизогенная по фагу А, клетка неотличима от неинфицированной бактерии, но только первая из них коммитирована, т. е., приняла решение начать литический цикл и высвободить фаговые част ицы после поступления индуцирующего сигнала. Правда, в лизогенной клетке имеются гены, которых нет в обычной клетке, но нетрудно представить себе аналогичный способ принятия решения с использованием только дифференциальной экспрессии генов. Возьмем простой пример регуляторные белки клетки могут включить ген, кодирующий рецептор гормона. Такая клетка в отличие от соседней, в которой ген рецептора гормона молчит, будет отвечать на гормональное воздействие, например, новыми изменениями в общей картине экспрессии генов. [c.80]

Зная нуклеотидную последовательность того или иного гена и примыкающих к нему сегментов ДНК, мы еще ничего не можем сказать о том, как работает этот ген, как осуществляется регуляция его экспрессии при развитии и дифференцировке или при ответе на изменения окружающей среды. Нуклеотидная последовательность сама по себе не говорит ни о способе координации генной экспрессии, обеспечивающей сложное физиологическое равновесие, характерное для клеток здорового организма, ни [c.5]

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]

Чтобы создавать рекомбинантные ДНК, несущие желаемый ген, необходимо прежде всего располагать этим геном. Для этого используют три основных способа. Во-первых, если известна первичная структура белка, получение которого желательно осуществить методами генетической инженерии, можно, основываясь на генетическом коде, построить нуклеотидную последовательность, программирующую этот белок, и осуществить химико-ферментативный синтез гена. Так, например, были осуществлены синтезы нескольких генов, кодирующих различные интерфероны. Во-вторых, можно выделить из тканей, в которых происходит экспрессия гена, информационные РНК, среди которых должна присутствовать и мРНК, кодирующая необходимый белок, провести с помощью обратной транскриптазы синтез комплементарной ДНК (сокращенно кДНК) и перевести ее в двунитевую структуру с помощью Д П<-полимеразы. Можно, наконец, вырезать желаемый ген непосредственно из ДНК того объекта, бело которого собираются продуцировать. Два последних подхода не дают сразу же индивидуального гена и требуют предварительного отбора из сложной смеси кДИК или фрагментов хромосомной ДНК. Эта проблема решается уяЛ на уровне илстои микроорганизмов, в которые введены новые наследственные программы, и пути ее решения будут изложены несколько ниже. [c.301]

Иногда создается впечатление, что для контроля выражения (экспрессии) гена в той или другой ситуации используется каждый из возможных мезанизмов. При всем разнообразии механизмов контроля их объединяет то общее, что регуляция во всех случаях осуществляется взаимодействием регуляторного белка с последовательностью нуклеиновой кислоты, часто имеющей двойную симметрию. В этой главе мы рассмотрим некоторые другие примеры взаимодействий такого рода с точки зрения их объединения в системы, контролирующие отдельные опероны. Часто контроль осуществляется при участии сходных механизмов, оперирующих слегка отличным способом, и способ установления связи между ними варьирует от случая к случаю. [c.188]

Рассмотренный подход эффективен в отношении как эукариотических клеток, так и бактерий. В случае эукариот обращенный ген соответствует нормальному гену, ориентированному противоположным образом. При некоторых способах регуляции экспрессии генов у бактерий РНК осуществляет регуляторную функцию благодаря своей комплементарности с последовательностью РНК-мишени. Регуляция может происходить на этапе репликации ДНК (гл. 33) или транскрипции (гл. 36). Направленную регуляцию можно осуществлять с помощью малой РНК, комплементарной 5 -концу мРНК-мишени. [c.341]

Чем вызваны вариации в экспрессии генов Одно из объяснений, часто используемое для случаев трансфицированных генов и интегрированных геномов ретровирусов, связано с предполагаемой важной ролью сайта интеграции. Возможно, что ген выражается, если он интегрирован только в пределах активного домена. Другая возможность заключается в наличии эпигенетической модификации. Некоторые из трансфицированных генов мышей оказались метилированными. (Так как донорная ДНК не несла метильные группы, это наблюдение позволяет предположить, что существует фермент, способный осуществлять метилирование de novo.) Изменения в способе метилирования генов могут обусловливать [c.502]

Данный метод определения весьма прост и универсалено Флуоресцентные методы в 100—1000 раз чувствительнее колориметрических (общие принципы метода описаны в литературе см., например, [19]). Известны два основных способа флуориметрического определения GUS 1) определение общего выхода продукта в определенный момент времени и 2) измерение кинетики активности GUS. В описанном ниже эксперименте рассматривается регулируемая светом экспрессия гена M. -gu,s по сравнению с конститутивно экспрессируемым геном 35S- aMM-gus в трансгенных растениях табака. Цель эксперимента—выявление регулируемой фитохромом экспрессии GUS и количественное определение GUS в зависимости от содержания ДНК (числа клеток). [c.368]

Использование системы репрессии-дерепрессии, чувствительной к температуре, в ряде случаев более технологично по сравнению с химической индукцией по двум обстоятельствам во-первых, это менее дорогой способ индукции во-вторых, для системы фага X характерна более высокая степень репрессии генов, находящихся под ее контролем, и, соответственно, более низкий базальный уровень их экспрессии. Такой фактор становится решающим при клонировании и получении экспрессии генов, белковые продукты которых токсичны для клетки-хозяина. Однако, несмотря на технологичность системы репрессии-дерепрессии, чувствительной к температуре, сверхпродукция рекомбинантных белков, особенно эукариотических, часто сопровождается внутриклеточным образованием их нерастворимых агрегатов, что в [c.109]

Обращаясь к соседствующим генам int и xis, вспомним, что для них имеются три способа экспрессии во время лизогенизации экспрессируется преимущественно int, во время литического роста - преимущественно xis, а при индукции происходит совместная экспрессия int и xis. Эти три способа реализуются с помощью двух промоторов, с которых транскрибируется int, а также путем ретрорегуляции на уровне мРНК гена int. [c.82]

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]

По способу регуляции экспрессии генов различают два типа энхансеров. Индуцибельные энхансеры реагируют на изменения в окружающей среде (тепловой шок, вирусная инфекция, появление тяжелых металлов, ростовых факторов, стероидов и т. п.). Такие энхансеры есть у генов белков теплового шока, металлотионина, -интерферона, некоторых онкогенов и др. Т к а -неспецифичные и временные энхансеры активны только в определенных клетках или в определенное время развития организма (например, энхансеры генов иммуноглобулинов). Механизм работы энхансеров заключается в посадке на них специфичных белков, которые за счет образования петель в ДНК взаимодействуют с транскрипционными факторами, связанными с промотором ближайшего гена, увеличивая тем самым число посадок на него РНК-полимеразы П. По-видимому, так же работают и локусы с противоположным эффектом действия — сай-ленсеры (silen er — успокоитель), в присутствии которых транскрипционная активность РНК-полимеразы II уменьшается. У дрожжей аналогами энхансеров и сайленсеров являются последовательности URS и UAS (см. рис. 1.8,6). [c.31]

У прокариот основным способом регуляции экспрессии гена является, по-видимому, включение-выключение транскрипции, хотя в некоторых случаях вступают в действие другие механизмы, например аттенуация, терминация, антитерминация, контроль трансляции и регуляция метаболизма матричных РНК и белков. Подобно этому элементы, осуществляющие включение и выключение транскрипции, играют рещающую роль в регуляции экспрессии генов также у эукариот. От сплайсинга, особенно от его способа, зависит, какие именно образуются матричные РНК и соответственно кодируемые ими белки. Кроме того, имеются данные о регуляции при помощи аттенуации или терминации транскрипции, а также указания на то, что трансляция и метаболизм РНК тоже подвержены регуляции в процессе синтеза белков. Уникальные свойства эукариотических клеток и структура их генов и геномов обеспечивают дополнительные возможности для контроля передачи генетической информации. Например, полный транскрипт гена остается нефункциональным до тех пор, пока не будут правильно вырезаны входящие в него интроны. Далее транскрипты предщественники матричных РНК-должны быть модифицированы на 5 - и З -концах, а сами матричные РНК должны перейти из ядра в цитоплазму, прежде чем они смогут участвовать в трансляции. В принципе регуляция может осуществляться на каждом из этих этапов. [c.10]

Смотреть страницы где упоминается термин Способы экспрессии генов: [c.280] [c.79] [c.179] [c.181] [c.184] [c.191] [c.293] [c.181] [c.182] [c.184] [c.191] [c.293] [c.256] [c.392] [c.437] [c.166] [c.81] [c.318] [c.166] [c.337] [c.145] [c.295] [c.412] [c.9] [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология