Регуляция биосинтеза белка в клетке на генетическом уровне. Роль гистонов, гормонов, жирорастворимых витаминов, антибиотиков

Регуляция биосинтеза белка на генетическом уровне

Регуляция транскрипции у прокариот

Единица транскрипции прокариот – оперон, состоит из:

1. промотора – места первичного прикрепления РНК-полимеразы;

2. оператора – включает и выключает экспрессию структурных генов;

3. структурных генов.

На некотором расстоянии от оперона находится ген-регулятор, отвечающий за синтез белка-репрессора, способного вступать в химическое взаимодействие с геном-оператором и «выключать» его работу.

Поступление в клетку индуктора → индуктор + белок-репрессор → освобождение гена-оператора → РНК-полимераза присоединяется к промотору → комплементарно со структурных генов создается и-РНК → трансляция и-РНК → синтез фермента, разрушающего индуктор → освобождение белка-репрессора → присоединение его к оператору → остановка трансляции.

Регуляция транскрипции у эукариот

Единица транскрипции у эукариот – транскриптон:

• неинформативная зона (промотор);

• информативная:

  • структурные гены – экзоны – информативны;

  • интроны – не информативны;

  • спейсеры – вставки, разделяющие структурные гены.

В отличие от прокариот у эукариот работу транскриптона:

1. регулируют несколько генов-регуляторов;

2. индукторами являются сложные молекулы (гормоны и т.д.);

3. часто требуется несколько индукторов – ступенчатый процесс.

Образуемая в процессе транскрипции и-РНК содержит неинформативные участки и подвергается процессингу (вырезание неинформативных участков) и сплайсингу (склеиванию оставшихся фрагментов).

Регуляция синтеза генов

Гистоны – ослабляют транскрипцию генов, препятствуют синтезу белков. Гормоны тиреоидные и стероидные (половые) – активируют синтез белков. Витамин D3, А, Е – активирует синтез.

Влияние на синтез белков антибиотиков (ингибиторов трансляции):

• Интерфероны, стрептомицин, неомицин – связываются с 30S-субъединицей рибосом и изменяют ее конформацию.

• Тетрациклин – блокирует А-участки и не дают поступать туда аминокислотам.

• Левомицетин (хлорамфеникол) – связывается с 50S-субъединицей рибосом прокариот и ингибирует фермент пептидилтрансферазу.

• Эритромицин и олеандомицин – блокирует реакцию транслокации пептидил-т-РНК в Р-участок рибосомы прокариот.

• Рифампицин – ингибирует стадию инициации транскрипции, связываясь с ДНК-зависимой РНК-полимеразой.

• Пуромицин – связывается с пептидил-т-РНК и вызывает преждевременное отделение полипептида от рибосомы.

• Актиномицин Д – блокирует перемещение РНК-полимеразы по молекуле ДНК.

• Циклогексимид – прекращает реакцию транслокации только на рибосомах эукариот.

• Анизомицин – ингибирует пептидилтрансферазную реакцию только на рибосомах эукариот.