Скачать или смотреть Функциональная организация эукариотического гена | Биохимия | Аудиоподкаст по оказанию первой помощи

ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
БИОХИМИЯ

Функциональная организация эукариотического гена
Регуляторные элементы ДНК и структура
Функциональная организация эукариотического гена начинается на уровне ДНК со специфических регуляторных последовательностей. Промоторная область необходима для инициации транскрипции и обычно содержит консервативные последовательности, такие как TATA-бокс (последовательность TATAAA) и CAAT-бокс. Экспрессия гена дополнительно регулируется энхансерами и сайленсерами, которые контролируют скорость транскрипции. Кодирующая нить ДНК содержит сайт начала транскрипции, отмечающий начало транскрипта РНК.
Сегменты гена и пре-мРНК После сайта начала транскрипции структура гена состоит из чередующихся экзонов и интронов. Экзоны — это сегменты, содержащие фактическую генетическую информацию, кодирующую белок, в то время как интроны — это промежуточные некодирующие последовательности. Ген также включает 5' и 3' UTR (нетранслируемые области), расположенные на обоих концах кодирующей последовательности.

В процессе транскрипции ДНК копируется в пре-мРНК. Эта молекула включает 5'-кэп, 5'-нетранслируемую область (5' UTR), все экзоны и интроны, а также 3' UTR. Границы интронов определяются специфическими нуклеотидными последовательностями: они обычно начинаются с GU и заканчиваются на AG.
Преобразование в зрелую мРНК. Для создания функциональной зрелой мРНК пре-мРНК подвергается процессингу. Сплайсинг удаляет интроны и соединяет экзоны. Одновременно сигнал полиаденилирования (AATAAA в кодирующей нити ДНК; AAUAAA в мРНК) направляет добавление поли-А хвоста к 3'-концу транскрипта.
Трансляция в белок. Полученная зрелая мРНК состоит из 5'-кэпа, 5' UTR, соединенных экзонов, 3' UTR и поли-А хвоста. Фактический белково-кодирующий регион (или открытая рамка считывания) находится внутри экзонов, ограниченных стартовым кодоном AUG и стоп-кодоном. В процессе трансляции эта последовательность преобразуется в функциональный белок.

--------------------------------------------------------------------------------
Аналогия. Чтобы понять эту организацию, представьте, что ген — это как исходный материал для фильма.

• Промоторы/энхансеры: съемочная группа и режиссер, кричащие «Мотор!», чтобы начать процесс.

• Экзоны: высококачественные сцены, которые рассказывают историю (фильм).

• Интроны: неудачные дубли и ненужные кадры между сценами.

• Сплайсинг: монтажная комната, где вырезаются неудачные дубли (интроны), а качественные сцены (экзоны) склеиваются.

• 5'-кэп и поли-А хвост: начальные и конечные титры, добавленные для защиты фильма и обеспечения его воспроизведения в кинотеатре (рибосоме).