Регуляція активності генів

У еукаріотів розмір генома в сотні, а у ссавців в тисячу разів більше, ніж у прокаріотів, тому регулювати таку систему досить складно. У більшості еукаріотів регуляція активності генів здійснюється на стадії транскрипції. Для них характерні довгоживучі матриці іРНК.

Хоча у еукаріотів після введення субстрату синтез певних ферментів посилюється, проте це посилення не настільки велика, як у мікроорганізмів, тому що здійснюється на тлі вже працюючого гена.

Якщо у мікроорганізмів йде координована регуляція синтезу ферментів (оперон система регуляції), то у тварин гени, які б мали єдину регуляторну зону, не встановлені. Кожен їх ген регулюється окремо, і спостерігається послідовність в синтезі ферментів, так звана «каскадна» регуляція. Під впливом ефекторів багато генів можуть регулюватися одночасно і включати цілі групи диференціювання. Як ефекторів можуть використовуватися низькомолекулярні речовини і білки. Гормони, наприклад, діють лише на окремі клітини – клітини-мішені, які, очевидно, містять рецептори, здатні приєднувати гормони, утворюючи з ними комплекси.

При включенні певної генетичної системи відбувається диференціювання клітин, після чого дія еффектора може бути усунуто, але клітина продовжує працювати. Це так зване епігенетичні спадкування – один з найважливіших чинників розвитку і диференціювання організмів, система самопідтримки включених програм.

Порівняння матричної активності хроматину з активністю очищеної ДНК показало більш високу активність останньої в 10 разів. Дослідженнями встановлено, що основні білки хроматину (зокрема, гістони) обмежують транскрипцію, блокуючи гени. На відміну від багатьох ефекторів гистони не можна розглядати як специфічні регулятори генної активності, так як вони схожі в різних тканинах і організмах. Очевидно, вони необхідні для структурування молекул. Специфічність же хроматину визначають кислі білки. Хроматин еукаріотів в залежності від його функціонального стану може існувати або в гетерохроматинових, або в еухроматінових формі (взаімообратімості фізичні стану хроматину).

Гетерохроматин залишається компактним і, отже, неактивним протягом інтерфази клітинного циклу. Тому молекулярні механізми, що лежать в основі гетерохроматінізаціі, контролюють ступінь конденсації або спирализации хромосом, роблячи нитки ДНК недоступними для транскрипції РНК. При активізації ділянок хроматину з багатьма повторами синтезується гігантський попередник (про-іРНК), що включає в функціональному відношенні інформативну (структурні гени) і неінформативну (акцепторну) зони. Відбувається розпад псевдо-іРНК, а іРНК (з невеликими надлишками на кінцях ланцюга) служить матрицею для синтезу специфічних білків.

...
ПОДІЛИТИСЯ: