Транскрипция в клетках разных типов

Итак, регуляция транскрипции у эукариот -это очень сложный процесс. Структурный ген может иметь множество регуляторных элементов, которые активируются специфическими сигналами в клетках разного типа в разное время клеточного цикла. Однако некоторые структурные гены находятся под контролем уникального фактора транскрипции. Специфические белки могут взаимодействовать с определенными регуляторными элементами и блокировать транскрипцию или связываться со всем транскрипционным комплексом еще до инициации транскрипции или во время элонгации. [c.47]

Многоклеточные растения и животные состоят из самых разных клеток, имеющих характерную морфологию и выполняющих специализированные функции. Эта специализация возникает на разных стадиях эмбрионального развития. Она поддерживается автономно либо проявляется в ответ на специфические межклеточные контакты или внеклеточные стимулы. Так или иначе, фенотипическое разнообразие клеток обусловливается дифференциальным характером экспрессии генов, приводящим к накоплению и распространению различных генных продуктов. Одна из ключевых проблем биологии развития заключается в следующем каков механизм дифференциальной экспрессии генов в клетках, содержащих по существу одинаковый геном Мы знаем, что установление и поддержание дифференцированного состояния осуществляются, в частности, путем регуляции транскрипции. Так, в клетках одного типа транскрипция определенных генов регулируется совершенно одинаковым специфическим образом на протяжении всей жизни организма, начиная с эмбрионального уровня (разд. В.З.ж). Гены, [c.61]

Сразу же, как только стало ясно, что функции РНК-полимеразы подразделяются между минимальным ферментом, ответственным за элонгацию синтезирующейся РНК, и сигма-фактором (а-фактором), участвующим в выборе промотора, возник вопрос о возможности существования нескольких типов сигма-факторов, специфичных для разных классов промоторов. Как правило, такой механизм сам по себе, по-видимому, не используется для контроля транскрипции у бактерий. Но при определенных обстоятельствах в жизненном цикле бактериальной клетки происходят коренные изменения. При этом наблюдается выключение транскрипции ранее экспрессируемых генов и включение новых транскрипционных единиц. В этих случаях, возможно, происходит введение долговременных изменений непосредственно в РНК-полимеразу. [c.157]

На первый взгляд схема комбинационной регуляции активности генов, представленная на рис. 10-7. дает основание для вывода о постепенно накапливающихся различиях межд> клетками последующих поколений. Например, можно предположить, что добавление регуляторного белка 2 к клеткам С и Е приведет к появлению в этих клетках одного и того же набора дополнительных белков (тех, которые кодируются генами, активируемыми белком-регулятором 2). Подобная точка зрения неверна по очень простой причине. Комбинационная регуляция гена гораздо сложнее этой схемы потому, что различные регуляторные белки взаимодействуют друг с другом. Даже у бактерий для включения одного-единственного гена иногда бывает необходимо взаимодействие двух различных регуляторных белков (см. разд. 10.2.2). У высших эукариот транскрипция какого-либо гена обычно требует совместного действия целого кластера активаторных белков (см. разд. 10.2.9). Например, белок 2 при взаимодействии с активаторным белком 1 может включать в клетке Е иной набор генов, нежели тот, который он включает в клетке С. По-видимому, именно поэтому единственный белок-рецептор стероидного гормона (пример белка-регулятора) в различных типах клеток млекопитающих определяет синтез разных наборов белка (см. разд. 12.2.2). В целом, специфические изменения в экспрессии гена, возникающие в результате синтеза регуляторного белка, зависят от предыстории клеток, так как именно эти предьщущие события и определяют, какие белки-регуляторы уже имеются в клетке (рис. 10-8). [c.181]

Множество онтогенетических и физиологических процессов у самых разных организмов - от грибов до человека- регулируется небольшим числом стероидных гормонов, синтезируемых из холестерола Будучи сравнительно небольшими (мол. масса около 300) гидрофобными молекулами, эти гормоны проходят через плазматическую мембрану путем простой диффузии. Оказавшись внутри клетки-мишени, стероидный гормон каждого типа прочно, но обратимо связывается со своим специфическим рецепторным белком. Присоединение гормона ведет к аллостерическому изменению конформации рецепторного белка (процесс, называемый активацией рецептора , что повышает сродство последнего к ДПК это позволяет рецептору связываться со специфическими генами в ядре и регулировать их транскрипцию. Аналогичным образом действуют гормоны щитовидной железы (тиреоидные гормоны), связываясь со своими рецепторами, которые очень сходны с рецепторами стероидов. [c.349]

Ограничения развития фага, обусловленные свойствами бактерии. Зависимость внутриклеточного развития бактериофага от наличия многих ферментов, а также структур бактерий, не всегда существенных для самой клетки, позволяет отбирать такие мутанты бактерий, в которых развитие фага блокировано на разных стадиях — транскрипции, трансляции, репликации НК, сборке зрелых частиц. У таких мутантов адсорбция фага обычно не нарушена. Следует отметить, одиако, что среди фагоустойчивых мутантов с нарушением внутриклеточного развития фага обычно выявляют лишь те мутанты, которые переносят осуществление определенных стадий развития фага. Обычным отбором не удается выявить мутанты, которые, ограничивая развитие фага, и сами погибают. Между тем именно такие мутанты были бы хорошим средством для гашения вспышки фаголизиса. Действительно, ранняя гибель инфицированной бактерии без образования даже минимального количества жизнеспособного фага способствовала бы тому, что вторичные мутанты фага, способные обойти такой тип устойчивости, отбирались бы редко. [c.203]

Одноцепочечные разрывы, вызванные облучением, репарируются, причем скорость репарации в клетках разных типов различна. В описываемых опытах была обнаружена взаимосвязь между ходом репарации одноцепочечных разрывов и восстановлением транскрипции, что служит дополнительным подтверждением зависимости последней от топологии ДНК в составе петли. [c.189]

После того как РНК-полимераза начала рост цепи РНК, о-субъеди-ница высвобождается из ферментного комплекса и рост цепи РНК продолжается в ее отсутствие. В настоящее время кажется вероятным, что в РНК-полимеразе Е. oli имеется лищь по одному типу а- и Р-субъединиц, которые вместе служат не только для транскрипции всех бактериальных генов, но и для транскрипции любой фаговой ДНК, которая может заразить эту бактерию. Однако представляется столь же вероятным, что в клетках Е. ali существует несколько разных типов ff-субъединиц, каждый из которых способен узнавать уникальную структуру разных стартовых точек, придавая, таким образом, индивидуальным молекулам РНК-полимеразы определенную степень дифференциации их специфичности в отношении инициации . В настоящее время кажется еще более [c.404]

Влияние антибиотиков на трансляцию. На синтез полипептидной цепи могут влиять различные антибиотики. Несмотря на то что описанный выше механизм синтеза белка во многом универсален, в разных типах клеток существуют значительные различия в структуре рибосом и специфичности белковых факторов, участвующих в синтезе белка. В результате возникают различия в ингибировании трансляции отдельными антибиотиками. Следовательно, данные по ингибирующему действию трансляции отдельными антибиотиками должны относиться к конкретной клетке аналогично, результаты, полученные in vitro, не должны переноситься непосредственно на процессы, протекающие in vivo. Индивидуальные антибиотики довольно специфично ингибируют разные стадии белкового синтеза. Так, акти-номицины действуют на уровне транскрипции, связываясь с кодирующей цепью ДНК, а пуромицин ингибирует терминацию белкового синтеза. [c.371]

Стероидные гормоны-это небольшие гидрофобные молекулы, производные холестерола. Они солюбилизируются путем обратимого связывания со специальным белком-переносчиком, содержащимся в крови. Освободившись от переносчика, они диффундируют через плазматическую мембрану клетки-мишени и обратимо связываются в цитозоле со специфическими белками-рецепторами соответствующих гормонов. Связавшись с гормоном, рецепторный белок приобретает сродство к ДНК, что приводит к его накоплению в ядре клетки. В ядре гормон-рецепторный комплекс пржоединяется к хроматину и индуцирует транскрипцию небольшого числа генов. Продукты некоторых из этих генов могут в свою очередь активировать другие гены и вызвать задержанный вторичный ответ, усилив таким образом эффект гормона. Каждый стероидный гормон узнается своим особым рецепторным белком, но один и тот же рецептор регулирует разные наборы генов в разных клетках-мишенях. Отсюда следует, что хроматин в клетках каждого типа, вероятно, организован так, чтобы только нужные гены были доступны для регуляции гормон-рецепторным комплексом. [c.260]

Система Y2H включает в себя два гибридных белка приманку (bait) - X-AD и хищника (ргеу) - Y-DBD, каждый из них, в свою очередь, построен из двух половин белков X или Y, взаимодействие между которыми исследуется, а также одного из двух доменов активатора транскрипции DBD или AD (рис. 49, а). Кроме того, интегральной частью системы Y2H является ген-репор-тер, находящийся под контролем промотора, активируемого фактором транскрипции с доменами AD и DBD. Если белки X и Y взаимодействуют между собой, то их димеризация будет сопровождаться сближением ассоциированных с ними доменов, что приведет к образованию гетеродимера с активностью исходного фактора транскрипции и активацией гена-репортера, экспрессию которого легко обнаружить фенотипически, например, по ферментативной активности кодируемого этим геном белка. Плаз-миду- приманку и плазмиду- хищника вводят в гаплоидные клетки дрожжей, относящиеся к разным типам спаривания, а и а, скрещивание между которыми приводит к образованию диплоидных штаммов, содержащих обе плазмиды. [c.356]

На уровень продукции белка, детерминируемого клонированным геном, большое влияние оказывает эффективность транскрипции кодирующей последовательности этого гена. Транскрипция ДНК осуществляется ферментом РНК-полимеразой. В клетке Е. oli находится около 3 тыс. молекул этого фермента. РНК-полимераза Е. oli является сложным белком, состоящим из несколоких разных субъединиц /3 (156 кДа), /3 (151 кДа), (37 кДа) и о (молекулярная масса различна для разных типов а-субъединиц). Субъединицы в молекуле фермента агрегированы без образования ковалентных связей. Наименее прочно в этом комплексе связана а-субъединица. Специфической фер- [c.142]

Фенотипические признаки клеток разных типов, а также одной и той же клетки в различных условиях зависят от количества и свойств продуцируемых ими структурных, каталитических и регуляторных белков. Регулироваться может какой-то ОДИН или несколько отдельных этапов считывания генетической информации при синтезе белка. У бактерий, например у Е. соН, образование белков регулируется главным образом содержанием мРНК, доступной для трансляции. Дополнительный способ поддержания нужной концентрации клеточных белков состоит в регуляции различных этапов трансляции, а также скорости деградации белков. Эукариотические клетки обладают более сложными механизмами регуляции белкового состава. Содержание мРНК в цитоплазме регулируется не только на уровне инициации транскрипции в ядре, но и на уровне процессинга первичных транскриптов и транспорта зрелых РНК в цитоплазму. Подобно прокариотам, эукариотические клетки тоже могут регулировать как трансляцию, так и скорость транспорта и деградации белков. [c.172]

Превращение дуплексной рекомбинантной ДНК ретровирусного ве[аора в инкапсидированный РНК-геном в клетках хозяина, содержащих провирус дикого типа. Клетки в чащке, изображенной в верхней части рисунка, содержат интегрированный провирус дикого типа. В этих клетках синтезируются РНК-геномы дикого типа и вирусные белки и происходит сборка вирионов дикого типа. Вскоре после трансфекции клеток двухцепочечным рекомбинантным ретровирусным вектором (рис. 5.41) в результате транскрипции, идущей от 5 -1ТР к 3 -1ТР, образуется рекомбинантная РНК. РНК-геномы рекомбинантного и дикого типов упаковываются в оболочку, состоящую из белков дикого типа, и в среде накапливается смесь разных вирионов. Такую жидкую среду используют в дальнейшем как базовый инокулят, содержащий рекомбинантный вирус и вирус-помощник, для инфицирования новых клеток. После обратной транскрипции в некоторых вновь инфицированных клетках происходит интеграция как дикого, так и рекомбинантного провирусов. Такие клетки используют впоследствии как продуценты вирионов разных типов. [c.269]

Молекулы предшественников зрелых клеточных РНК подвергаются расщеплению и химической модификации. Совокупность биохимических реакций, в результате которых уменьшается молекулярная масса РНК-предшественника и осуществляются разные способы химической модификации с образованием зрелых молекул РНК, называют процессингом. Процессинг наблюдается и в прокариотических клетках, но особенно аюжны превращения предшественников клеточных РНК в ядрах эукариот. Хромосомы эукариотической клетки, в которых осуществляется транскрипция, локализованы в ядре и отделены двойной ядерной мембраной от цитоплазмы, где протекает трансляция. В ядре синтезируются предшественники всех типов цитоплазматических РНК- Зрелые молекулы РНК транспортируются в цитоплазму. Механизм транспорта РНК из ядра в цитоплазму исследован недостаточно. Полагают, что процессинг РНК с образованием зрелых молекул продолжается и в ходе их транспорта в составе рибонуклеопротендных частиц через поры ядерных мембран. В клетках эукариот только незначительная часть, около 10%, транскрибируемых в ядре последовательностей ДНК выяыяется в составе цитоплазматических мРНК. Основная часть новообразованной РНК распадается в ядре и не обнаруживается в цитоплазме. [c.163]

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]

РНК-полимераза, фермент, катализирующий транскрипцию ДНК, представляет собой сложную молекулу, состоящую из многих полипептидных цепей. В эукариотических клетках обнаружено три РНК-полимеразы 1,11 и 111. Эти ферменты эволюционно связаны друг с другом и с бактериальной РНК-полимеразой, у них имеются одинаковые субъединицы. По-видимому, после инициации транскрипции от каждого фермента отделяются одна ти несколько субъединиц, называемых факторами инициации. Вместо них к ферментам присоединяются субъединицы, называемые факторами элонгации. Они необходимы для удлинения цепи РНК, ее терминации и модификации. Вероятно, факторы элонгации у различных типов полимераз разные, именно этим можно объяснить, почему транскрипты, синтезируемые каждым ферментом, модифицируются по-разному. [c.170]

Смотреть страницы где упоминается термин Транскрипция в клетках разных типов: [c.235] [c.178] [c.178] [c.177] [c.168] [c.61] [c.114] [c.181] [c.227] [c.317] [c.181] [c.227] [c.145] [c.203] [c.204] [c.137] [c.20] [c.64] [c.102] [c.126] [c.172] [c.268] [c.147] [c.296] [c.420] [c.130] [c.145] [c.170] [c.179] [c.203] [c.204] [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология