Особенности регуляции генов у эукариот

Гены эукариотических клеток делятся на два основных вида:

-первый - определяет универсальность клеточных функций


-второй - детерминирует определяет специализированные клеточные функции.

Функции генов первой группы проявляются во всех клетках.

Для осуществления дифференцированных функций специализированные клетки должны экспрессировать определенный набор генов.


Хромосомы, гены и опероны эукариотических клеток имеют ряд структурно-функциональных особенностей, что объясняет сложность экспрессии генов.


1. Опероны эукариотических клеток имеют несколько генов — регуляторов, которые могут располагаться в разных хромосомах.


2. Структурные гены, контролирующие синтез ферментов одного биохимического процесса, могут быть сосредоточены в нескольких оперонах, расположенных не только в одной молекуле ДНК, но и в нескольких.


3. Сложная последовательность молекулы ДНК. Имеются информативные и неинформативные участки, уникальные и многократно повторяющиеся информативные последовательности нуклеотидов.


4. Эукариотические гены состоят из экзонов и интронов, причем созревание и-РНК сопровождается вырезанием интронов из соответствующих первичных РНК-транскриптов про-и-РНК, т.е. сплайсингом.


5. Процесс транскрипции генов зависит от состояния хроматина. Локальная компактизация ДНК полностью блокирует синтез РНК.


6. Транскрипция в эукариотических клетках не всегда сопряжена с трансляцией. Синтезированная и-РНК может длительное время сохраняться в виде информосом. Транскрипция и трансляция происходят в разных компартментах.


7. Некоторые гены эукариот имеют непостоянную локализацию лабильные гены или транспозоны.


8. Методы молекулярной биологии выявили тормозящее действие белков-гистонов на синтез и-РНК.


9. В процессе развития и дифференцировки органов активность генов зависит от гормонов, циркулирующих в организме и вызывающих специфические реакции в определенных клетках. У млекопитающих важное значение имеет действие половых гормонов.


10. У эукариот на каждом этапе онтогенеза экспрессировано 5-10% генов, остальные должны быть заблокированы.


У многоклеточных эукариот один тип клеток может подавать сигнал другому путем секреции гормонов.


Классы гормонов:


1. Стероидные.

Образованы из холестерина, легко проникают сквозь клеточную мембрану. При проникновении в клетку, взаимодействуют со специфическими белками цитоплазмы, которые служат рецепторами для гормональных рецепторов.


2. Пептидные гормоны.

Линейные цепочки аминокислот. Закодированы в генах инсулин, соматотропин, пролактин. Не проходят через клеточные мембраны из — за размера, поэтому сигналы передаются с помощью белков на мембране.