РЕГУЛЯЦІЯ СИНТЕЗУ БІЛКА У ЕУКАРІОТ

Це більш складний процес, так як транскрипція і трансляція відбуваються в різних компартментах і забезпечуються великою кількістю відповідних структур.

На рівні транскрипції регуляторні механізми у прокаріотів і еукаріот мають ряд обшіх рис. Розглянемо деякі відмінні риси. Для клітин еукаріот характерна ампліфікація генів і їх перебудова. Обидва механізми забезпечують різке збільшення копій тих чи інших білків, необхідних для реалізації клітинного метаболізму.

Відомо, що в клітинах еукаріот ДНК, поєднана з білками (гистонами), упакована в нуклеосоми (гл. 14). У цьому стані транскрипція неможлива, і для експресії генів необхідно деблокування транскріптона. Отже, утворення і руйнування нуклеосом є важливим фактором регуляції еукаріотичних генів. Яким же чином відбувається деблокування транскріптона?

Фосфорилювання гістонів. В результаті дії білкових гормонів відбувається опосередковане фосфорилювання ядерних білків - гістонів і руйнування нуклеосом. Матриця при цьому стає доступною для основних факторів ініціації транскрипції, і починається синтез РНК. При пре- фарбуванні дії гормонів нуклеосоми відновлюються.

Ацетилювання і деацетилювання гістонів. Це важливий фактор регуляції генної активності. Виявилося, що фермент гистон-ацетілаза асоційована з фактором ТАФ (гл. 28). Ацетилювання проходить по термінальному залишку лізину в поліпептидного ланцюга гистона. В результаті ацетилювання позитивний заряд білка зменшується і спорідненість гистона до негативно зарядженої ДНК знижується. Це може привести до руйнування нуклеосом і деблокування транскріптона. Деацетилювання гістонів призводить до протилежного ефекту. Специфічні ацетілаза і деацеті- лазу асоційовані з білками ініціації транскрипції.

Регуляторними елементами є білки инициаторного комплексу, описані в гл. 28. На додаток можна відзначити особливі нуклеотидні послідовності, що сприяють інтенсифікації транскрипції, так звані енхансери. Характерна особливість цих структур полягає в тому, що вони впливають на швидкість транскрипції незалежно від локалізації в оперон. Білки, які взаємодіють з енхансером, називаються енхансернимі елементами, розташованими на відстані 1000-2000 пар основ від регіону промотора. Ці білкові чинники здатні впливати на ініціацію транскрипції завдяки освіті ДНК-петлі, що призводить до просторового зближення енхансерних елементів і, наприклад, білків ТАТА (рис. 29.7).

Мал. 29.7. Взаємодія енхан- серіого елемента з білками инициаторного комплексу

Дуже істотним чинником регуляції транскрипції є процесинг РНК. Освіта зрілих мРНК залежить від швидкостей кепірованія, освіти Поліани, а також швидкості стшйсінга. Для поліцістронной мРНК певний регуляторний значення має альтернативний сплайсинг (гл. 30).

Крім білків инициаторного комплексу, на швидкість транскрипції істотно впливають ДНК-зв'язуючі білки. З декількох сімейств найбільш відомі білки типу: цинкові пальці, спіраль-виток-спіраль і гомеодоменние білки. Специфічне зв'язування цих білків з ДНК відбувається в результаті взаємодії бічних радикалів амінокислотних залишків білка з основами ДНК.

Цинкові пальці представляють собою серію повторюваних доменів (від двох до дев'яти), що мають форму пальця. У центрі координації кожного домена знаходиться цинк. В одних випадках цинк з'єднаний з чотирма залишками цистеїну, в інших - з двома цистеїну і двома Гістидину.

На кінцевий результат - синтез білка - впливає також швидкість транспорту РНК в цитоплазму. У цитоплазмі мРНК, взаємодіючи з певними білками, утворює інформосому - своєрідне депо, з якого мРНК звільняється в міру потреби для синтезу білка. Швидкість звільнення мРНК також є фактором регуляції білкового синтезу.

Швидкість синтезу білка безпосередньо залежить від кількості мРНК, яке визначається часом її «напівжиття» або стабільністю in vivo. Таким чином, фактори, що впливають на стабільність мРНК, є регуляторами експресії генів і, як наслідок, білкового синтезу. Однією зі структур, що визначають стабільність мРНК, є Поліани-послідовність на З'ОН-кінці. Фактори, що регулюють експресію генів і синтез білка, підсумовані в табл. 29.2.

Таблиця 29.2. Фактори, що впливають на регуляцію транскрипції еукаріот

Лимитирующей стадією процесу трансляції є її ініціація. Найбільш докладно описаний процес зміни швидкості ініціації трансляції в результаті фосфорилювання фактора ініціації IF₂. Реакція каталізується ферментом 1Р₂-кінази, причому приєднання фосфатної групи інактивує фактор ініціації. Цей феномен був вивчений на прикладі синтезу гемоглобіну в ретикулоцитах. Спочатку було встановлено, що глобин синтезується тільки в присутності гема. Потім була вибудувана вся система регуляції синтезу глобіну. Виявилося, що активація 1Р₂-кінази відбувається за рахунок її фосфорилювання цАМФ-залежної протеїнкінази. Взаємодія цієї протеїнкінази з цАМФ і її активацію блокує гем, виконуючи тим самим негативний контроль синтезу гемоглобіну.

Регуляція синтезу білка здійснюється також на стадії процесингу білка. Модифікації новосинтезованих поліпептидів здійснюються за допомогою відповідних ферментів, активність яких, в свою чергу, знаходиться під генетичним контролем. До цих модифікацій належать метилювання, фосфорилювання, гликозилирование, а також обмежений протеоліз.

1. Роботохірургія - факультетська хірургія
   Роботи прийшли в наше повсякденне життя не більш як півстоліття тому. Завдяки промислового застосування і комерційної прийнятності були розроблені роботичних пристосування для виконання різних маніпуляцій не тільки в індустріальній, побутовій сфері, але і в медицині. В останні десятиліття
2. Робота м'язів - вікова фізіологія і психофізіологія
   Механізм м'язового скорочення і розслаблення полягає в переміщенні ниток актину щодо ниток міозину. Нитки актину рухаються між міозіновимі фибриллами, за рахунок чого волокно коротшає. Скорочення, що супроводжується зміною довжини, називають фізіологічним. Тип скорочення, який наразі триває
3. Рівняння Міхаеліса-Ментен - біохімія людини
   Якщо зобразити кінетичні перетворення субстрату в присутності ферменту у вигляді кривої, то можна виділити три ділянки: I, II і III (рис. 11.1,6). На початкова ділянка I доводиться лише незначна частина загального часу протікання реакції, порядку декількох мілісекунд. Ця ділянка називається
4. Рідкі середовища організму - біохімія людини
   Організм людини в середньому на 60% від маси тіла складається з води. Вода заповнює всі складові частини клітин і позаклітинного простору і являє собою середовище, в якій здійснюються біохімічні реакції, перенесення речовин і хімічної енергії. Біохімічні реакції протікають у водному середовищі
5. Рецептори т-клітин., механізм дії т-клітин - біохімія частина 2.
   На поверхні Т-лімфоцити експресувати рецептор, що розпізнає антиген чужорідної клітини. Він являє собою глікозильований гетеродімер, що складається з двох нерівнозначних ланцюгів (аїр). Кожна ланцюг містить два домена, один з яких має константну, а інший - вариабельную структуру. За своєю
6. Реставрація зубів після ендодонтичного лікування. Вініри, види вінірів, показання та протипоказання до застосування вінірів - стоматологія. Ендодонтія
   Bump ( veneer ) - це тонка адгезивная облицювання, що покриває вестибулярну поверхню фронтального зуба, коригуюча його колір і форму, що дає поліпшення естетики зубного ряду і особи. Розрізняють вініри в залежності від ряду особливостей: за функціями: цветокоррігірующіе, формокоррегірующіе,
7. Рекомбінаційний механізм хромосомних перебудов - генетика
   Вперше припущення про рекомбінаційному механізмі хромосомнихаберацій висловив А. С. Серебровський (1929). Він виходив з реципрокного характеру транслокаций, рекомбінаційного походження дуплікацій і делеций, а також передбачав необхідність реципрокного обміну в разі інверсій. Було відмічено
8. Регуляція статі - генетика в 2 Ч. Частина 1
   При розведенні молочної худоби використовують штучне запліднення і прагнуть отримувати більше самок, ніж самців. Запліднену ікру осетрових обробляють на ранніх стадіях хімічними речовинами і лазером з метою отримання в потомстві одних самців. Кокони самців шовкопрядів більш шовковисте, тому