Презентация на тему: "Регуляция биосинтеза белка. Современное представление о гене"

Регуляция биосинтеза белка. Современное представление о гене

Цель урока

Закрепить знания о биосинтезе белка.

Раскрыть сущность регуляции процессов транскрипции и трансляции.

Сформировать представление о гене как функциональной единице генетического материала .

План урока

• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка. Строение генов прокариот и эукариот. Регуляция биосинтеза белка.
• Основные понятия о биосинтезе белка.
• Строение генов прокариот и эукариот.
• Регуляция биосинтеза белка.

Биосинтез белка

Биосинтез белка  — это один из видов пластического обмена, в ходе которого наследственная информация, закодированная в генах ДНК, реализуется в определённую последовательность аминокислот в белковых молекулах.

Процесс биосинтеза белка состоит из двух этапов: транскрипции и трансляции .

Каждый этап биосинтеза катализируется соответствующим ферментом и обеспечивается энергией АТФ .

Биосинтез происходит в клетках с огромной скоростью. В организме высших животных в одну минуту образуется до 60 тыс. пептидных связей.

репликация ДНК?

Транскрипция — это биосинтез молекул иРНК на соответствующих участках ДНК.

Трансляция — это биосинтез полипептидной цепи на молекуле иРНК, при котором происходит перевод генетической информации в последовательность аминокислот полипептидной цепи.

Генетический аппарат клетки

В общем смысле ген – это единица наследственности. Однако структурно-функциональная организация гена сложная и разнообразная. Ее изучает молекулярная генетика.

Упрощенно ген представляют как участок молекулы ДНК, который кодирует определенный полипептид (опосредованно через информационную РНК) или функциональную РНК (транспортную, рибосомальную и др.)

Ф.Жакоб и Ж.Моно 1961: общая теория регуляции генов

• Сущность теории сводится к «выключению» или «включению» генов как функционирующих единиц, к возможности или невозможности проявления их способности передавать информацию о структуре белка. •У прокариот гены, контролирующие синтез белков-ферментов, катализирующих ход последовательных биохимических реакций, объединяются в структурно-функциональную единицу – оперон.

Строение гена прокариот

СГ- структурные гены содержат генетические инструкции об аминокислотных последовательностях белков.

О- оператор управляет структурными генами.

ГР- ген-регулятор регулирует активность структурных генов через оператор с помощью репрессора(если связывается с оператором, то включает его)

П- промотор -участок начала транскрипции, место присоединения РНК-полимеразы, последовательность оснований в нем определяет, какая из цепей ДНК станет матрицей.

Т- терминатор- сигнал к прекращению транскрипции.

Структурные гены и регуляторные элементы: промотор, оператор и терминатор называют опероном

Виды оперонов

Индуцибельный - регулятором является исходный продукт (субстрат). Субстрат стимулирует реакции своего метаболизма

Репрессибельный - регулятором является конечный продукт (корепрессор). Он тормозит реакции, ведущие к его образованию.

Состав индуцибельного оперона:

• Структурные гены, кодирующие белки-ферменты

• Промотор – участок молекулы ДНК, к которому присоединяется РНК-полимераза

• Оператор – участок молекулы ДНК, место связывания с регуляторным белком-репрессором.

• Индуктор – метаболит, который связывается с белком-репрессором и переводит его в неактивную форму.

Синтез белка – репрессора контролируется геном- регулятором. Белок-репрессор обладает сродством и к оператору и к метаболиту.

Регуляция транскрипции и трансляции в клетке прокариот

Эксперимент Жакоба и Моно

Строение гена эукариот

ГР- регуляторная зона влияет на активность гена на определенной стадии онтогенеза.

П- промотор- место присоединения РНК-полимеразы.

СГ- структурная часть гена, содержит информацию о первичной структуре белка.

Э- экзоны- участки ДНК, несущие информацию о строении белка.

И- интроны- некодирующие участки ДНК, не входят в состав зрелой молекулы иРНК

Т- терминатор- сигнал к прекращению транскрипции

Сплайсинг- процесс вырезания интронов и сшивания экзонов.

Регуляция биосинтеза белка у эукариот

Регуляция биосинтеза белка у ЭУКАРИОТ происходит на всех уровнях матричных биосинтезов.

1. На уровне транскрипции - групповая репрессия гистонами. У человека 90% ДНК репрессировано.

2. Амплификация генов - повышение числа копий гена в геноме (повышается площадь транскрипции).

3. Регуляция транскрипции сигналами-регуляторами.

4. Регуляция на уровне процессинга МРНК разрешение или запрещение процессинга.

5. На уровне стабильности и активности МРНК.

6. Регуляция на уровне трансляции.

Проверка усвоенного материала

• Дайте определение «ген-это»
• Назовите фамилии ученых, создавших общую теорию регуляции генов
• Структурные гены и регуляторные элементы: промотор, оператор и терминатор называют «?»
• Назовите виды оперонов
• На каких этапах происходит регуляция биосинтеза белка у эукариот?