Лекция. Регуляция экспрессии генов. Репарация ДНК. Мутации. Генная инженерия

Лекция. Регуляция экспрессии генов.
Репарация ДНК. Мутации. Генная
инженерия
Регуляция биосинтеза белка у прокариот по теории Жакоб и
Моно. Особенности биосинтеза белка у человека
(амплификация, рекомбинация генов). Ингибиторы синтеза
белка: антибиотики, интерфероны, токсины и их медицинское
применение. Мутации: классификация, характеристика и
значение генных (точечных) мутаций. Понятие молчаливые и
летальные, миссенс-и нонсенс мутации.Репарация ДНК.
Рекомбинантные ДНК. Понятие о генной инженерии.
Регуляция биосинтеза белка
• Каждая клетка имеет полный
набор генов, но никогда не
синтезирует все
закодированные белки
• Клетки разных типов
отличаются набором белков
• Генетически детерминирована
не толь информация про белок,
но и система регуляции его
синтеза
Экспрессия генов - процесс реализации
генетической информации, который
включает два этапа
транскрипцию и трансляцию.
В состав оперона входят:
• Промотор (Р) – сайт ДНК, к которому присоединяется
РНК-полимераза
• Оператор (О) – сайт ДНК, к которому присоединяется
белок-репресор
• Структурные гены (S) – кодируют синтез ферментов
• Терминатор (Т) – сайт окончания транскрипции
Ген-регулятор – кодирует синтез белка-репрессора.
Не входит в состав оперона
оперон
Ген………
регулятор
……
мРНК
репрессор
Р
О
S1
S2
S3
Т
Lac-оперон Е.соli:
• Контролирует синтез ферментов катаболизма лактозы
(β-галактозидазы и др.)
• При отсутствии лактозы в среде Lac-оперон находится в
состоянии репрессии
• Активный белок-репрессор связывается с геном-оператором и
блокирует транскрипцию структурных генов. β-галактозидаза не
синтезируется
Lac-оперон
Транскрипция генов S1, S2, S3
заблокирована
2. Лактоза выступает индуктором работы Lac-оперона и синтеза
ферментов ее метаболизма
Лактоза связывает белок–репрессор и Lac-оперон переходит в
состояние индукции:
Ген-оператор освобождается
РНК-полимераза связывется с промотором
Происходит транскрипция структурных генов
Синтезируются ферменты метаболизма лактозы
Регуляция экспрессии генов у эукариот –
происходит на уровне:
• генома
• транскрипции
• трансляции
Мутации – количественные или
качественные изменения генотипа
организма
Геномные
Хромосомные
Генные (точечные) – изменения в пределах одного
гена
• Транзиции: Т↔Ц, А↔Г.
• Трансверзии: пуриновый нуклеотид ↔ на
пиримидиновый.
• Вставки лишних нуклеотидов
• Делеции – выпадение нуклеотидов
Репарация ДНК – восстановление
первичной структуры ДНК при помощи
ферментов
УФспецифическая
эндонуклеаза –
удаляет димеры тимина
β-ДНК-полимераза
синтезирует заплатку
ДНК-лигаза сшивает
цепь ДНК