Лабораторного заняття № 3 з дисципліни «Генетична інженерія»

1. Тема заняття: «Механізми експресії генів»

2. Мета проведення заняття: вивчити механізми експресії генів.

 

2.1 Після виконаної роботи студент повинен

знати: Які основні типи РНК існують, в чому полягає різниця між РНК-полімеразами про- і еукаріот, стадії процесу транскрипції, з яких генів складається модель оперона, що таке регулон, які види регулонів існують.

вміти:виявляти регуляторні елементи процесу транскрипції існують в еукаріот, розшифровувати процеси утворюється зрілої мРНК.

3.План семінарського заняття:

В генах закодована інформація про білки, що синтезуються в клітині.

Однак сама ДНК не використовується в якості безпосередньої матриці для синтезу білку. Реалізація генетичної інформації становить двостадійний процес. На першої стадії ген слугує матрицею для синтезу молекул РНК, на які досконало транскрибується (переписується) послідовність нуклеотидів відповідного гена і, отже, інформація про послідовність амінокислот, що закодована в ньому. На другої стадії нуклеотидна послідовність РНК транслюється (перекладається) у поліпептидний ланцюг.

РНК - це лінійна полінуклеотидна молекула, що відрізняється від ДНК у двох відносинах. По-перше, моносахаридом у РНК є рибоза, що містить не одну, а дві гідроксильні групи; вони пов'язані з 2'- і 3'-атомами вуглецю. По-друге, одним із чотирьох основ у РНК є урацил (U), що займає місце тиміну.

Більшість молекул РНК одноланцюгова, хоча часто в них є взаємнокомплементарні ділянки, що утворюють дволанцюгові структури - «шпильки». Спарювання основ відбувається таким самим чином, як і в ДНК, за винятком того, що замість пари А-Т утворюється A-U. Матрицею при синтезі РНК служить певна ділянка одного з ланцюгів ДНК. РНК-полімераза копіює цю ділянку, послідовно з'єднуючи рибонуклеотиди один з одним за допомогою 3'—5'-фосфодіефірних зв'язків відповідно до правила комплементарності. Транскрипція починається після приєднання РНК-полімерази до специфічної нуклеотидної послідовності – промотору. Завершується транскрипція коли РНК-полімераза досягає послідовності стоп-сигналу, або сигналу термінації транскрипції. Ділянка ДНК, що обмежена промотором і стоп-сигналом, становить одиницю транскрипції - транскриптон. Розбивка ДНК на множину транскриптонів забезпечує можливість незалежного зчитування різних генів, їх індивідуального включення і вимикання.

У ході транскрипції новосинтезована молекула РНК від'єднується від ДНК і подвійна спіраль ДНК відновлюється. Щоб забезпечити транскрипцію тільки окремих сегментів ДНК, повинні існувати якісь сигнальні послідовності, що вказують, де починається (ініціюється) транскрипція й де вона зупиняється (термінується). Сигнал ініціації звичайно розташовується перед послідовністю, що кодує, а сигнал термінації - слідом за нею. Ділянка ДНК, що передує гену, який транскрибується, називається 5'-фланкуючою послідовністю, а розташований за ним - 3'-фланкуючої.