Разные гены могут транскрибироваться с одной и другой
цепи ДНК
Транскрипция у прокариот
РНК-полимераза E.coli
Белок с четвертичной структурой
Holo-фермент (полный) состоит из 5 субъединиц –ααββγ. Без γ – это core-фермент. γ узнает расплавленные области промотора. Holo-фермент связывается с промотором и начинает транскрипцию после этого γ уходит и далее элонгацию осуществляет core-фермент
В β субъединице находятся 2 каталитических центра, один отвечает за инициацию, а другой за элонгацию. Один работает в Holo-ферменте а другой – в core-ферменте
Цистрон – ген, кодирующий один полипептид или одну
молекулу РНК
ДНК
3'
5'
П
О
Т
3'
5'
Промотор
Начало
транскрипции
-10
-35
16-19 пар нуклеотидов
РНК-полимераза
ТТГАЦА
ТАТААТ
П
О
Т
3'
5'
Репрессор
Оператор
Терминация
П
О
Т
3'
5'
не гни папин ген
Теория оперона
Ф. Жакоб и Ж. Мано 1961 год
Оперон – это группа генов, функции которых
тесно связаны в метаболизме. Оперон весь либо активен, либо не активен. Если оперон активен, с него транскрибируется полицистронная мРНК, служащая матрицей для синтеза всех белков оперона.
в промоторе два АТ-богатых расплавленных участка , центры их -10 и -35п. н., а между ними 16-19 п. н. (если меньше или больше, РНК-полимераза не узнает промотор)
Этапы транскрипции
Узнавание и прочное связывание
РНК-полимеразы с промоторомЕсли оператор свободен, то в β
субъединице оказывается первый
нуклеотид оперона и при этом
плавится один виток двойной спирали
ДНК – 10 п.н.Образуется транскр глазок
3. Инициация – образование фосфодиэфирной связи между 1 и 2 нуклеотидом. Первый всегда пурин трифосфат. σ покидает фермент
4. Элонгация – наращивание цепи РНК
Core фермент покрывает 40 п. н. при
этом плавления спирали не происходит
, но зато В-форма ДНК превращается в А-форму с пустотой внутри 0,5 нм, что облегчает транскрипцию. Водородные связи разрываются на участке не более 6 п. н.
5. Терминация
Lac-оперон
Если в среде глюкозу заменить лактозой, то через некоторое время E. coli начинают синтезировать 3 фермента, обеспечивающих метаболизм лактозы.
В отсутствие лактозы репрессор ( аконитаза) связан с оператором, перекрывающим промотор, и транскрипция не идет.
В присутствии солей аммония как источника азота E. coli синтезирует все АМК. При добавлении в среду Три или Гис перестает синтезировать именно эти АМК.
Это связано со структурой корепрессора, который не имеет сродства к оператору, но приобретает его после присоединения АМК и тогда он присоединяется к оператору и запрещает транскрипцию
наращивание цепи РНК. При этом необходим разрыв водородных связей. В это время работает core-фермент. Он сначала переводит В форму в А, в которой есть внутренняя пустота, облегчающая элонгацию, разрыв водородных связей происходит на очень небольшом участке – 6 п.н.
Терминация- в терминаторе имеются Г-Ц богатые участки – палиндромы.Дойдя до палиндрома, РНК-полимераза не останавливается, а считывает его. После этого копия палиндрома в РНК складывается в шпильку а фермент сваливается с ДНК
Транскрипционная единица эукариот
Инициация транскрипции у эукариот
Разнообразие РНК-полимераз в эукариотических клетках