19. BB 350 Аэрна в Университете штата Орегон — Расшифровка II

1. Контактная информация - took.biotin_0v@icloud.com 2. Лекции Кевина на The Great Courses - https://www.thegreatcoursesplus.com/biochemistry-and-molecular-biology-how-life-works?tn=Expert_tray_Course_1_0_12943 3. Видеолекции Кевина на Lecturio для студентов-медиков - https://www.lecturio.com/medical-courses/biochemistry.course 4. Учебные материалы на https://kevingahern.com/biochemistry-resources/ 5. Видеоканал курса на https://www.youtube.com/watch?v=JSntf0iKMfM&list=PLlnFrNM93wqz37TUabcXFSNX2nJtrJnkx&index=1 6. Метаболические мелодии на https://teeheetime.com/category/lyrics-science/ 7. Бесплатные книги Кевина по биохимии - https://kevingahern.com/biochemistry-resources/ 8. Аудиокурс Кевина для подготовки к поступлению в медицинский вуз на Listenable - https://listenable.io/web/courses/143/kevin-aherns-guide-to-getting-into-medical-school/ Основные моменты: Транскрипция II 1. Оперон — это совокупность генов, находящихся под контролем одного и того же промотора. При транскрипции оперона все гены оперона находятся на одной мРНК. Опероны встречаются у прокариот, но не у эукариот. У эукариот каждый ген синтезируется на отдельных мРНК, и каждый ген имеет свой собственный промотор. 2. Опероны — это прокариотические структуры, состоящие из множества генов (с общими функциями), находящихся под контролем одного промотора. Лактозный оперон содержит гены, которые E. coli использует для метаболизма сахара лактозы. Контроль оперонов важен. Синтез РНК и белка требует значительных энергетических затрат. Клетки не могут позволить себе тратить энергию на создание генов, если они им не нужны. Следовательно, опероны, такие как лактозный оперон, должны включаться, когда необходим метаболизм лактозы, и выключаться, когда он не нужен. 3. Метаболизм лактозы необходим в E. coli, когда 1) клетки испытывают недостаток энергии и 2) когда лактоза присутствует. Метаболизм лактозы НЕ необходим в E. coli, когда 1) клетки обладают достаточным количеством энергии и 2) когда лактоза отсутствует. 4. Контроль лактозного оперона осуществляется двумя белками, которые распознают и связываются с последовательностями в лактозном промоторе — лактозным репрессором и CAP. Лак-репрессор способен связывать молекулу индуктора, образованную из лактозы (мы будем называть её лактозой), а белок CAP способен связывать цАМФ. Когда лактозы нет, индуктор отсутствует, поэтому лак-репрессор может свободно связываться с операторной последовательностью в области лакт-промотора. Связывание лак-репрессора препятствует запуску транскрипции РНК-полимеразой. 5. Когда лактоза присутствует, образуется индуктор, который связывается с лак-репрессором. Лак-репрессор, связанный с индуктором, не может связываться с лакт-оператором, что позволяет РНК-полимеразе начать транскрипцию. 6. Белок CAP связывает молекулу, называемую цАМФ. Когда цАМФ присутствует, он связывается с белком CAP и позволяет ему связываться с областью непосредственно перед лакт-промотором. Обратите внимание, что это отличается от лак-репрессора — связывание молекулы приводит к связыванию CAP вблизи промотора, но связывание молекулы приводит к тому, что лак-репрессор НЕ связывается вблизи промотора. Связывание CAP вблизи промотора ПОМОГАЕТ РНК-полимеразе связаться с промотором и начать транскрипцию. 7. Триптофановый (называемый trp) оперон E. coli имеет два способа контроля транскрипции. Во-первых, репрессор trp работает как лак-репрессор, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ того, что он связывается с оператором trp в trp-промоторе только тогда, когда он связан с триптофаном. Таким образом, когда trp присутствует, репрессор trp отключает транскрипцию оперона. 8. Второй механизм контроля транскрипции trp-оперона называется аттенуацией. В этом механизме транскрипция и трансляция мРНК объединяются, чтобы сигнализировать клетке о том, много ли trp или мало. Если сигнал слабый, то ослабление приводит к транскрипции и трансляции всего trp-оперона. Если сигнал сильный, то ослабление приводит к преждевременному прекращению транскрипции оперона. 9. Следует отметить, что многие белки связываются с промоторами у эукариот, тогда как у прокариотов с промоторами связываются лишь несколько белков. Три фактора в совокупности делают транскрипцию у эукариот более сложной, чем у прокариот: 1) дифференциация; 2) ДНК, обернутая гистонами у эукариот; и 3) более крупные геномы эукариот. 10. Факторы транскрипции — это белки, которые связываются со специфическими последовательностями ДНК и влияют на транскрипцию. 11. Энхансеры — это элементы последовательности ДНК эукариот, расположенные на расстоянии нескольких тысяч пар оснований от гена. Они могут способствовать активации транскрипции соответствующего гена. Энхансеры специфичны для определенных тканей, что позволяет определенным генам быть активными в одних тканях (имеющих факторы транскрипции) и неактивными в других (не имеющих соответствующих факторов транскрипции). 12 Эукариотические мРНК значительно модифицированы химически по сравнению с прокариотами. Модификации включают