Частичные диплоиды (мерозиготы) были сконструированы с помощью F’-фактора. В клетках дикого типа синтез всех трех ферментов, кодируемых lac-опероном, осуществляется координировано и является индуцибельным. Клетки с мутациями в гене lacI конститутивны по синтезу всех трех ферментов – т.е. синтез ферментов осуществляется независимо от присутствия индуктора, поскольку в клетках отсутствует функциональный репрессор. В плазмиде дикий тип. Продуцирует активный репрессор. Аллель дикого типа lacI+ доминирует над мутантной аллелью lacI- . Следовательно, мутации по регуляторному гену lacI являются рецессивными. Продукт гена lacI является транс-действующим белком, поскольку регулирует структурные гены оперона, находящиеся как в цис-, так и в транс-положениях.

Конститутивный синтез продуктов lac-оперона возможен не только в случае мутаций по гену lacI, но также и в случае мутаций в операторе. Такие мутации приводят к утрате способности оператора связываться с репрессором. В этом случае синтез lac-ферментов будет осуществляться даже в присутствии активного репрессора. Мутация lacOC влияет только на функционирование генов, с которыми находится в цис-положении (на одной молекуле). Оператор работает только в цис-положении.

Вопрос №78.

Полярные мутации у прокариот и их связь с оперонной организацией генов и особенностью транскрипции и трансляции.

Гены оперона транскрибируются в единую полигенную мРНК. Процессы транскрипции и трансляции у бактерий сопряжены. Полярные мутации инактивируют не только тот ген, в котором они произошли,

но также и все другие гены, расположенные дистально от него по отношению к промотору (лежащие ниже по течению). Это нонсенс мутации, мутации со сдвигом рамки, которые также приводят к образованию нонсенс-кодонов, а также инсерции (содержащие или приводящие к возникновению нонсенс-кодонов).

Нонсенс кодон приводит к преждевременной терминации трансляции и диссоциации рибосом от мРНК. Образование участка мРНК, не занятого рибосомами приводит к преждевременной терминации транскрипции. Это инициирует Rho-зависимую полярность. Rho-фактор неможет связываться с РНК, покрытой рибосомами, но связывается со специфическими участками голой РНК. Rho-фактор вытесняет РНК из транскрипционного комплекса и транскрипция терминируется.

Вопрос №79

Особенности регуляции на транскрипционном уровне у эукариот. РНК-полимеразы и особенности инициации транскрипции у эукариот. Особенности организации регуляторной части генов, структура промотора РНК-полимеразы II.

РНК-полимеразы эукариот содержат субъединицы-гомологи бактериальных и ряд субъединиц, отсутствующих у бактерий. У эукариот структура хроматина репрессирует экспрессию генов, поэтому

базовое состояние гена – «выключено». Для активации транскрипции необходимо изменить структуру хроматина. Эти изменения зависят от модификации гистоновых белков и от связывания со специфическими последовательностями ДНК-связывающих регуляторных белков, которые в ряде случаев могут изменять

структуру хроматина прямо (без модификации гистоновых белков).

РНК-поли II: коровый промотор обычно имеет длину ~40-60 нуклеотидов и может простираться как upstream, так и downstream от стартового сайта транскрипции. ТАТА-бокс задает стартовую точку транскрипции. Регуляторные элементы – короткие последовательности нуклеотидов, необходимые для

аккуратной и эффективной транскрипции in vivo. Эти элементы включают проксимальные промоторные последовательности, активаторные последовательности, энхансеры, глушители идр. Все эти элементы связывают регуляторные белки (активаторы и репрессоры), которые помогают или препятствуют транскрипции с корового промотора. Некоторые из этих элементов могут располагаться за десятки и даже сотни т.п.н. от регулируемого ими корового промотора.

РНК-полимераза I – синтез рибосомных РНК (рРНК).

РНК-полимераза II – синтез матричной РНК (мРНК) и большая часть небольших ядерных РНК (мяРНК).

РНК-полимераза III – синтез транспортных РНК(тРНК) и 5S-рибосомной РНК (5SРНК).

Эукариотическая РНК-полимераза не может самостоятельно инициировать транскрипцию. Для ее активации необходимо большое количество белков (факторов транскрипции), которые объединяются в комплекс.

Многие транскрипционные факторы синтезируются или активируются в ответ на определенные сигналы. Сигналами могут служить цАМФ или гормоны.

Вопрос №80.