Пептидті және стероидты гормондар арқылы ген экспрессиясының реттелуі.

- Стероидты гормон-ың кө пш-ің нысана-клеткағ а ә сер етуі ақ ыр аяғ ында ондағ ы бұ рыннан бар белок-ың қ асиет-мен тү зілуі жылд-ың ө згеруіне н/е жаң а белоктар тү зілуінің инициаициясына алып келеді. Организм клетка-ың ә р тү рінде ө зіне тә н белок-рецептор-ың жиынтығ ы болады, олар стероидты горм-ды байланыстырады. Гормонның келіп қ осылуы рецепторлық белок конформациясының ө згерісін тудырады жә не оның ДНҚ -мен байланысу қ абілетін арттырады. Клетка ішіндегі рецепторлық белоктар ядролық саң ылаулар арқ ылы ядроғ а ө тетіндіктен олардың ДНҚ -мен бірігуі артқ ан кезде гормон-рецепторлық комплекс хроматинге келіп қ осылып арнайы гендердің транскрипциясын индукциялайды. Ядролық рецептор-ың активациясы арқ ылы тиреоидты гормондар да ә сер етеді.

Кө п жағ дайда стероидты гормонғ а деген реакция екі сатылы болады. Алғ -ы кезде синтезделетін кей белоктар, екіншісіне жауаапты ген-ді іске қ осады, ал қ алғ ан-ы, алғ -ы жұ мысқ а қ атысатын ген-ің активтігін басады.М/ы, дрозофилада насеком-ды тү лететін стероидты гормон - экдизонның ә сері 5-10 минуттың ішінде байқ алады. Дрозофила сілекей без-ің политенді хром-да экдизоннан кейін РНҚ -ның активті синтезі жү ретін жаң а алты бө лімше пайда болады. Біраз уақ ыт ө ткеннен кейін алғ ашқ ы кезде синтезделген белоктардың кей-і РНҚ синтезінің жү здеген жаң а бө лімше-ін индукциялайды ал ол екінші кезектегі қ ызметке тә н белок-ың ү лкен бір тобының п.б-на алып келеді. Алғ -ы белок-ың біреуі н/е бірнешеуі алғ ашқ ы ә рекетіне қ атысатын барлық ген-ің транскрипциясын кері байланыс принципі бойынша алып тастап бү кіл қ ызметтерді ө зі басқ арады.

Ә р стер-ы гормон кл-а ішінде ө зінің ерекше рецепторлы белогымен танылады, бірақ бір рецептор ә ртү рлі нысана-клеткаларда ген-ің ә ртү рлі жиынтығ ын реттейді. Гормон-рецепторлық комплекстің хроматиннің ерекше бө лімше-мен байланысуы арқ ылы ген-ің транскрипциясын реттейді.

- Полипептидтік гормондар мен ө су фактор-ы нысана-клетка-ың сыртындағ ы ерекше рецептор-ғ а қ осыла келіп транскрипцияғ а ә сер етеді. Клетканың сыртқ ы бетінде орн-ан рецепторлар активтенген мембраналық аденилатциклазаның кө мегімен клеткаішілік сигнал-ды тудырады, ал ол плазматикалық мембраның ішкі жағ ындағ ы АТР-дан циклдік 3’, 5’-АМФ синтезін катализдейді. Басқ а жағ дай-да клеткадан тысқ ары лигандамен активтенетін фермент плазматикалық мембранадағ ы иондық канал-ың активтілігін реттей отырып, протеинкиназалардың кө мегімен тікелей клеткадағ ы белок-ды фосфорлайды. Лиганданың келіп қ осылуы ол рецепторларды активтендіреді, соғ ан байланысты каналдар ашылады да цитозольғ а Са2+ ион-ы келіп жетеді, олар екінші кезектегі делдалдық қ ызметті атқ арады. сАМР пен Са2+-ді екінші делдал ретінде пайдалану сыртқ ы сигналды біршама кү шейтуге жә не оның қ андай клеткағ а болса да ерекше ә сер етуіне мү мкіндік туғ ызады.

79)Сплайсинг ү рдісі. Сплайсосомалардағ ы про-мРНҚ молекуласынан интрондарды алып тастау жү йесі.Сплайсинг процесінде РНҚ реттілігінің біршама бө лігі алынып, трансляцияғ а дайын мРНК тү зіледі.Сплайсинг арнайы ферменттер қ атысында, немесе кейбір жағ дайда интрондар қ ұ рамында белгілі жерде тізбектің ыдырауын катализдейтін ерекше нуклеотидтер реттілігі болғ ан кезде ө здігінен жү реді.Мұ нда РНҚ молекуласы рибонуклеотидті ыдырататын катализатор ретінде, яғ ни фермент қ ызметін атқ аруы мү мкін.Сплайсинг ядрода кіші ядролық рибонуклеопротеиндердің (КяРНП) бө лшектерімен байланысқ ан пре м РНКдан тұ ратын сплайсосомалар деп аталатын ерекше қ ұ рылымдарда жү реді.U1 – U6 деп аталатын алты кяРНП болады, олар белоктармен байланысып, пре м РНКны тү зеді.кяРНҚ молекулалары пре м РНКдан интрондардың дұ рыс кесілуін қ амтамасыз етеді.Жетілмеген бастапқ ы ядролық мРНКда интрондардың ұ зындығ ы 20000 нуклеотидке дейін жетеді, сондық тан олар ө здігінен алып тасталынбайды, олардың ыдырауын қ амтамасыз ететін кү рделі механизм қ ажет.Пре м РНКда сплайсинг екі кяРНҚ лардың интронның басы жә не соң ғ ы ұ шымен ә рекеттісуінен басталады.Осы процесс эндонуклеазағ а бағ ыт береді.Эндонуклеазаның ә сері РНҚ ның қ ос жә не сынар жіпшелі бө лімшелері аралығ ында болады.Пре мРНҚ дағ ы бірінші ү зілу интронның 5’ ұ шы аймағ ында болады.Бұ л кезде интронның 5’ ұ шы сол интронның орта бө ліміндегі нуклеотидтердің біреуімен байланысады, нә тижесінде сақ иналы қ ұ рылымның пайда болуына ә келеді.Содан кейін пре мРНК екінші рет ү зіледі жә не экзон 2 интрон байланысы экзон 2 экзон 1 байланысына ауысады.

80)ДНҚ полимеразасы мен РНҚ полимеразасының қ ызметін жә не айырмашылық тарын тү сіндірің із. ДНҚ -полимераза – органикалық емес пирофосфатты босатып, ДНҚ -ның 3’-ОН ұ шына дезоксирибонуклеотидті қ алдық тарын тізбектіліп байланысуын катализдейтін фермент.

1957 жылы Артур Коренберг тұ ң ғ ыш рет E.coli бактериясында ДНҚ -полимеразаны ашты.

Прокариоттардағ ы тү рлері: ori – 1 нү ктесі бар ДНҚ -полимераза I – 3’ – 5’ экзонуклеазалы белсенділікке ие. Бұ л фермент жаң а тізбек синтезі басталу нү ктесінен соң ғ ы нү ктесіне дейін ижесінде сақ иналы қ ұ рылымның пайда блуына ә келеді.нуклеотидтерді қ июмен бірге РНҚ -праймерлерді жойып тастайды. ДНҚ -полимераза II – сыртқ ы факторлар, мысалы ультракү лгін арқ ылы туындағ ан ДНҚ молекуласының бұ зылысының репарациясына қ атысады. ДНҚ -полимераза III – ДНҚ тізбегінің полимеризациясына жауап береді.

РНҚ полимераза ДНҚ ғ а тә уелді жә не РНҚ ның барлық тү рлерін тү зеді.Бактериялық РНКполимеразалар кү рделі белоктар болып табылады, олар ә ртү рлі суббірліктерден тұ рады.Ең кө п зерттелген фермент Е.Колидің РНҚ полимераза холоферменті бес тү рлі полипептидті суббірліктерден тұ рады. РНК- полимераза: ДНК тізбегін ажыратады Промоторлық аймақ ты тану ү шін қ ажет Бірнеше суббірліктен тұ ратын белоктар комплексі

81)ДНҚ - молекуласының тұ қ ым қ уалаушылық тағ ы маң ызы. Гриффит тә жірибесі.

ДНҚ барлық клеткалардың хромосомаларында болады

Ө сімдіктер мен жануарлардың дене клеткаларында, олардың гаметаларына қ арағ анда ДНҚ мө лшері екі есе кө п болады.

Бір бактерия клеткасынан бө лініп алынғ ан ДНҚ -ның кө мегімен басқ а бактериялардың генетикалық белгілерін ө згертуге болады.

Бактерия клеткаларын бактериофагпен залалдырғ анда клеткағ а тек қ ана ДНҚ ө теді жә не ол жаң а вирустық бө лшектердің пайда болуын бақ ылайды

Тірі организмдердің екі негігі тобы прокариоттар мен эукариоттарда генетикалық материалдың біртектес болатыны белгілі болды.ДНҚ ның негізгі генетикалық материал екендігін дә лелдейтін мә ліметтер ең алғ аш бактериядағ ы трансформация қ ұ былысын зерттеу тә жірибелерінің негізінде алынды.1928 ж Гриффитс пневмокок бактерияларының екі штамында трансформация ү рдісін зерттеді.Бұ л микрорганизмдерде ә детте екі тү рлі колония болады: 1 Фагоцитоздан қ оғ айтын полисахаридті қ абық шасы бар, соғ ан байланысты вирулентті қ асиеті бар ірі клеткалардан тұ ратын тегіс колония(S штамм); 2 Қ абық шасы жок клеткалардан тұ ратын, соғ ан байланысты вирулентті қ асиеті болмайтын пішіні кедір бұ дырлы колония.(R штамм)Вирулентті бактериялар тышқ андарды ө лімге душар ететін пневмония ауруын тудырады.Сондық тан олар патогенді болып саналады.Егер вирулентті бактерияларды жоғ ары температурамен қ оздыру арқ ылы ө лтіріп, тышқ андарғ а иньекция жіберсе олар ө лмейді.Ал бір мезгілде авирулентті клеткалармен қ оса қ ыздыру арқ ылы ө лтеірілген вирулентті клеткаларды жіберген тышқ андар пневмониядан ө ліп қ алады жә не ол тышқ андар тірі вирулентті бактерияларды қ абылдамаса да, олардың ө лекселерінен полсахаридті қ абық шасы бар тірі вирулентті клеткалар табылғ ан. Гриффиттің пайымдауы бойынша, ө лген клеткалар белгілі бір себептермен вирулентті емес бактерияларды S-типті вируленттіге айналдырады.Ол бұ л қ ұ былысты – трансформация деп атады.

82)Белоктардың біріншілік қ ұ рылымын анық тау. Сэнгер ә дісі.

Белоктың біріншілік қ ұ рыымын анық тау ү шін арнайы ә дістер қ олданылады.Белоктың аминқ ышқ ылдық реттілігін анық тау ү шін алдмен оның полипептидті тізбектерін бө ліп қ арастырады.СЭНГЕР Ә ДІСІ: Динитрофторбензолды (ДНФБ) ә дістің кө мегімен Ф.Сэнгер алғ аш рет инсулиннің аминқ ышқ ылдық реттілігін анық тағ ан.Сэнгер бастапқ ыда инсулинді А жә не В екі полипептидті тізбекке бө лді.Осы екі полипептидті одан ә рі ұ сақ пептидтерге дейін арнайы ферментативті ыдырату жү ргізді.Арнайы ферменттер ретінде пепсин, трипсин, химотрипсинді қ олдануғ а болады.Осы пептидтерді бө лгеннен кейін 1 фтор 2, 4 динитрофторбензолды қ олдана отырып, олардың N ұ штарын анық тады.Ол пептидтердің аминқ ышқ ылдық қ ұ рамын анық тап, нә тижесінде олардың қ ұ рылымын толығ ымен айқ андады.А жә не В полипептидтің реттілігін салыстыра отырып, екі А жә не В тізбегінің бірінші реттік қ ұ рылымын нақ ты анық тады.Сэнгерге осы жұ мысы шін Нобель сыйлығ ы берілген.

83)Генетикалық кодтың негізгі қ асиеттерін атаң ыз. Транскрипция процесін реттеуші қ андай факторлар.

Генетикалық кодтың жалпы қ асиеттері мутация пайда болуының молекулалық заң дылық тарын зерттеу арқ ылы анық талғ ан болатын.Бұ л қ асиеттер: - Генетикалық код ә мбебап; Генетикалық код триплетті; Генетикалық код бү ркемеленбейді; Генетикалық кодта жеке триплеттер арасында қ андай да болмасын шектелу белгілері болмайды.Генетикалық кодтын оқ ылуы сызық тық ретпен жү реді жә не коллинеарлығ ымен сипатталады, яғ ни мРНКдағ ы кодондардың орналасу реті тү зілетін белоктағ ы аминқ ышқ ылдарының ретімен сә йкес келеді.Генетикалық код тү бірімен ө згереді.Ә р аминқ ышқ ылындағ ы кодондар саны оның белок молекуласындағ ы кездесу жиілігіне сә йкес корреляцияланады.Бір аминқ ышқ ылына келіп қ осылуғ а тиіс тү рлі кодондардың қ олданылу жиілігі тү рлік ерекшелікке байланысты болуы мү мкін.Кодонның ү ш нуклеотидтерінің ішінде алдың ғ ы екеуінің ерекше маң ызы бар, ү шіншісі қ ұ былмалы болуы мү мкін.

Эукариоттардың РНК полимеразасы ө з бетінше транскрипцияны инициациялап жә не промоторды танып біле алмайды.Оның белсенділігін арттыру ү шін транскрипцияның жалпы факторлары деп аталатын реттеуші белоктардың қ атысуы қ ажет.Олар транскрипция басталмас бұ рын транскрипциялық комплекске бірігуі керек.ондай комплекстің қ ұ рылысы кө п сатылы процесс.Реттеуші белоктар ө з ә рекетін негізінен транскрипциялық процессті жиыстыру процесіне ә сер ету арқ ылы жү зеге асырады.Қ азіргі кезде транскрипцияның жеті тү рлі жалпы белоктық факторлары тазартылып, бө лініп алынғ ан.(TFIIA, TFIIB, TFIID, TF II E, TF II F, TF II H, TF II).Транскрипцияның жалпы факторлары промоторлардың барлық тү рлерінегі транскрипциясының инициациясы ү шін қ ажет.

90.•1. Белоктың кең істік қ ұ рылымын тү зу процесі – фолдинг деп аталады.

•Фолдингті қ амтамасыз етуші белоктар – шаперондар деп аталады.

•Шаперондар рибосомадан жаң а тү зіліп шық қ ан бір полипептидті тізбектің гидрофобты учаскелерімен байланысып, олардың басқ а тізбектің гидрофобты учаскелерімен байланыс жасауын тежейді.

•Нә тижесінде нативті белоктар шаперондардың қ атысуымен фолдтар қ ұ райды.

•Полипептидті тізбектен босағ ан шаперондар қ айтадан фолдинг процесіне қ атысады немесе шаперон жү йесін қ ұ рып, басқ а кү рделі фолдтардың тү зілуіне қ атысады.

•Қ азіргі уақ ытта ү ш тү рлі шаперондар белгілі:

•1. нуклеоплазминдер (нуклеосомдарды жинақ тауғ а қ атысатын ядролық белоктар)

•2. «жылу шокты» белоктар

•3. нативті полипептидті тізбектің шиыршық талуына тікелей қ атысатын шаперон- белоктар.

•Олар синтезделетін полипептидті тізбектердің дұ рыс шиыршық талуына себепші жә не шиыршық талғ ан тізбектер глобулаларын агрегациядан сақ тайды.

91.1961 ж Франция ғ алымдары Жакоб пен Моно жә не А.Львовқ а қ ұ рылымдық гендер жұ мысының ү йесімді бақ ылануын реттейтін моделін- оперон моделін ұ сынуғ а мү мкіндік бер.Кей гендер ү немі экспрессияланып тұ рса оны қ ұ рылымдық гендер деп атаса, кей гендер тек қ ызметі қ ажет болғ ан кезде ғ ана қ осылады, оларды реттеуші гендер деп атайды. Бір-бірімен тығ ыз байланысқ ан қ ұ рылымдық гендер, оператор жә не промотордан тұ ратын, ү йлесімді тү рде экспрессияланатын гендер тобын-оперон деп атайды.

•lac operon лактоза қ антының қ атысуымен жү ретін ү ш тү рлі геннен тұ рады

1. β -галактозидаза (Lac-Z) – лактозаны глюкоза мен галактозағ а ыдыратады.

2. галактозидпермеаза (Lac-У)- клеткағ а лактозамен қ оса қ анттарды тасымалдауды қ амтамасыз етеді

3. β -галактозид трансацетилаза (Lac-А) – ол фермент ацетильды топты ацетил коэнзим А-дан В-галактозидке алып барады, сө йтіп бактерияның ө суіне жағ дай жасайды.

ЛАКТОЗА БОЛМАСА-Репрессор белок ү здіксіз синтезделеді. Ол операторлық сайтқ а отырып, промоторғ а РНК-полимеразаның байланысуына жол бермейді.Репрессор белок промоторлық сайтты блоктап, РНК-полимеразаның жұ мысын бастауғ а кедергі келтіреді.

ЛАКТОЗА БОЛСА-Аллолактоза деген кіші молекулалы қ ант бактерия ішінде тү зіледі. Ол репрессор белогының арнайы сайтымен байланысып, оның конформациялық пішінін ө згертеді.Бұ л ө з кезегінде репрессор белогының формасын ө згертуге ә келеді. Ө згерген репрессор белок операторлық аймақ қ а отыра алмайды. Нә тижесінде РНК-полимераза промоторғ а отырады. Транскрипция жү реді.

Глюкозада лактоза да болғ ан жағ дайда- lac operon тек лактоза болғ анда ғ ана жү зеге асады. Бірақ қ оректік ортада лактоза да глюкоза да болғ анда транскрипция жү рмейді. •Қ.ортада глюкозада лактозада болғ анда РНК полимераза промоторлық аймақ қ а отырады, бірақ бұ л қ ұ былыс тұ рақ сыз. Сондық тан транскрипция кезкелген уақ ытта тоқ тап қ алады.

Егер глюкоза болмай, лактоза болса-•Бұ л жағ дайда активаторлы белок қ ажет. Ол РНК- полимераза жұ мысын тұ рақ тандырады.Активатор белок глюкоза болмағ ан жағ дайда ғ ана жұ мыс жасады. Осы жағ дайда ғ ана E. coli дисахаридті моносахаридтерге айналдыра алады.

1. Лактоза

[U1]

[U2]