Прокариотен геном Flashcards
Прокариоти кл. елементи, характеристики на генома
- бакт. хромозома, нуклеоид, плазмиди, опаковка на ДНК (белт. подобни на хистони)
- геном с малко некодиращи участъци
- гени организирани в оперони - група от последователно разположени гени, участващи в метаболитна верига
Регулация на транскрипция при прокариоти
- активност на гените - промяна в честота на транскрипция
- транскрипция се регулира на ниво инициация чрез взаимодействия между белтъци и ДНК последователности (конформация, разпознаване чрез рег. белт. - на ниво малка или голяма бразда)
Бактериален промотор структура, ензим за транскрипция
- TTGACA на позиция -35, която се разпознава от субединица сигма - свързване на коров ензим с ДНК
- ТАТААТ (-10 позиция) - улеснява отваряне на двойна спирала
- между -10 и -35 (консенсусни посл.) е важна дължината
- РНК полимераза (5 суб., сигма само за иниц.) се свързва на случайно място и при среща с промотор инициира
Различни типове промотори и взаимодействие с сигма-субединица
- обикновено нормален сигма
- при необичайни условия - активира се необичаен сигма, който активира гени за оцеляване в необичайни условия (превръщане в ендопори)
- някои промотори нямат -35 или -10 район - регулаторни белтъци разпознават
- изискват се доп. белтъци (няколко репресора, активатора)
Оперони характеристики и елементи
- групи от функционално свързани гени - организирани са в една транскрипционна единица; имат общ промотор и обща регулация
- група структурни гени
- оператор - ДНК посл., която регулира транскрипция на структурни гени
- ген-регулатор - кодира белтък, който разпознава и се свързва с оператораа
Структура на lac-оперон на E.coli и функция
- регулаторен ген, кодиращ супресор на транскрипция на структурните гени:
- lacZ - кодира бета-галактозидаза, която разкъсва лактоза на глюкоза и галактоза или я превръша в алолактоза
- lacY - кодира пермеаза - позволява галактоза да мине през кл. мембрана
- lacA - кодира трансацетилаза, който подготвя включване на галактоза в гликолитичната верига
-> гени за транспорт и разграждане на лактоза
Lac-оперон работа и принцип на регулация чрез субстратно активиране
1) има глюкоза и няма лактоза - синтез на репресор, който блокира оператора и структурните гени (малко), дезактивира се ако има лактоза
2) има лактоза - малко налични ß-галактозидаза превръщат лактоза в алолактоза (индуктор), която се свързва с репресора и го блокира - транскрипция на структурни гени и производство на ензими за преработка на лактоза
3) няма глюкоза, има само лактоза - произвежда се цикличен АМФ, който се свързва с активатор САР (свързва се с промотора и помага на полимеразата да се свърже с него) - интензивна транскрипция
4) има и лактоза и глюкоза - клетка предпочита глюкоза, колкото повече е тя, толкова по-малко активни са трите гена
Регулация чрез крайния продукт - пример с триптофанов оперон
- триптофаноя оперон кодира 5 ензима (Trp A-E), които катализират синтез на триптофан
- оператор е в промотора - когато има дост. триптофан операторът е свързан с репресорен белтък
- когато триптофан е недостатъчен - репресор е неактивен, полимераза се свързва с промотора
- когато нивото на триптофана се повиши дост. - свързва се с репреосра и го активира, репресор се свързва с оператора
Спорулация същност и етапи
- процес на кл. диф. при неодстиг на храна - формиране на устойчиви спори (срещу темп., радиация, хим. обработка)
1) Бактериална кл. се разделя на по-малка пре-спора и по-голяма майчина кл.
2) Майчината поглъща пре-спората, която сега е ендоспора
3) Майчина изхранва и оформя защитен кортекс (дебела клетъчна стена, многослойна гликопротеинова обвивка и външна трърда покривка)
4) След 8 часа майчина се лизира, ендоспора -> свободна спора
Герминация същност и особености, регулация на спорулация и герминация
- превръщане на спора в вегетативна форма под действие на АК, пептиди, захари (свързват се с рецептори)
- спора се рехидратира и обвивки се разрушават, белтъци на спората се използват за синтез на нови белт.
- при всяка стъпка се активират спец. гени чрез свързване с транскрипционни фактори (Spo0A, сигмаН)
Плазмиди предаване, видове
- предават се от клетка в клетка най-често при бактериална конюгация
- някои (F плазмиди) кодират образуване на структура за конюгация sex pilus
- изкуствено конструираните се използват като вектори в рекомбинантни ДНК-технологии
- според способност да се интегрират в бактериална хромозома - неспособни да се интегрират, епизоми (интегриращи се)
Бактериална конюгация механизъм
1- Донорната клетка образува полова пила
2- Пилата се свързва с клетката-реципиент и придърпва клетките една към друга
3- Плазмидът получава ник (скъсване на едната ДНК верига) се реплицира като търкалящо се колело
4- Сега и двете клетки могат да бъдат донори
