С чем ассоциируете понятие транскриптон
Оперон и транскриптон как единицы транскрипции. Промотор. Оператор. Терминатор. Репрессор. Индуктор. Их характеристики и функции
Транскрипция — это синтез РНК на матрице ДНК. У прокариот синтез всех трех видов РНК катализируется одним сложным белковым комплексом — РНК-полимеразой.
Синтез мРНК начинается с обнаружения РНК-полимеразой особого участка в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции — промотора. После присоединения к промотору РНК-полимераза раскручивает прилежащий виток спирали ДНК. Две цепи ДНК в этом месте расходятся, и на одной из них фермент осуществляет синтез мРНК. Сборка рибонуклеотидов в цепь происходит с соблюдением их комплементарности нуклеотидам ДНК, а также антипараллельно по отношению к матричной цепи ДНК. РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид лишь от 5′-конца к 3′-концу, матрицей для транскрипции может служить только одна из двух цепей ДНК, а именно та, которая обращена к ферменту своим 3′-концом (3′ → 5′). Такую цепь называют кодогенной.
Терминатор — это участок, где прекращается дальнейший рост цепи РНК и происходит ее освобождение от матрицы ДНК. РНК-полимераза также отделяется от ДНК, которая восстанавливает свою двухцепочечную структуру.
Фрагмент молекулы ДНК, включающий промотор, транскрибируемую последовательность и терминатор, образует единицу транскрипции — транскриптон.
Оперонная регуляция (т. е. регуляция на уровне транскрипции) – основной механизм регуляции активности генов у прокариот и бактериофагов.
Оперон состоит из тесно сцепленных структурных генов, кодирующих белки (ферменты), осуществляющие последовательные этапы биосинтеза какого-либо метаболита. Каждый оперон содержит: промотор, оператор, и терминатор.
транскриптон
Смотреть что такое «транскриптон» в других словарях:
транскриптон — транспортник … Краткий словарь анаграмм
Оперон транскриптон — Оперон, транскриптон * аперон, транскрыптон * operon единица транскрипции, блок рядом расположенных (прилежащих друг к другу) прокариотических цистронов (см.), экспрессия которых находится под контролем общего оператора (см.), что ведет к синтезу … Генетика. Энциклопедический словарь
Транскрипции единица транскриптон — Транскрипции единица, транскриптон * транскрыпцыі адзінка, транкрыптон * transcription unit or transcripton 1. Последовательность ДНК от места инициации транскрипции (кэп сайт) до сайта ее терминации, узнаваемая ДНК зависимой РНК полимеразой… … Генетика. Энциклопедический словарь
ОПЕРОН — (от лат. орегог работаю, действую), транскриптон, скриптон, участок генетич. материала, транскрипция к рого осуществляется на одну молекулу информационной РНК (иРНК) под контролем белка репрессора. Концепция О. разработана в 1961 Ф. Жакобом и Ж.… … Биологический энциклопедический словарь
operon — operon. См. транскриптон. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
оперон — оперон. См. транскриптон. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Allen Brain Atlas: транскриптом мозга
Allen Brain Atlas содержит информацию о профиле экспрессии генов в разных участках головного мозга человека. Фон на рисунке — схема, отражающая различия транскриптома между зонами мозга.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Транскриптóм — это совокупность транскриптов, синтезируемых клеткой, включая мРНК и некодирующие РНК. Транскриптом отражает профиль экспрессии генов в данный момент времени и, в отличие от генома, может сильно меняться в зависимости от условий окружающей среды. Таким образом, транскриптом характеризует функциональную активность одной клетки, группы клеток, определенной ткани или даже целого организма. Специалисты из Института Аллена под руководством Аллана Джонса составили транскриптомный атлас мозга человека, который позволит не только расширить наши знания о функциях отдельных зон мозга, но и лучше понять причины заболеваний центральной нервной системы.
Конкурс «био/мол/текст»-2012
Эта работа заняла первое место в номинации «Лучшее новостное сообщение» конкурса «био/мол/текст»-2012.
Спонсор конкурса — дальновидная компания Thermo Fisher Scientific.
От простого к сложному
В 2001 Поль Аллен основал в Сиэттле (США) Институт исследования мозга (Allen Brain Institute). Поскольку начинать сразу с мозга человека было бы слишком самонадеянно, первым проектом Института стал Allen Mouse Brain Atlas — атлас транскриптома головного мозга мыши. Проект был начат в 2004 году и завершен за 2 года.
Целью этого исследования было, во-первых, подробное гистологическое изучение морфологии мозга, а во-вторых, исследование транскриптома с помощью гибридизации in situ (см. врезку). Результат представляет собой полноценную базу данных, где собрана информация о том, в каком участке мозга какие гены работают. Данные представлены как в виде фотографий классических срезов мозга, так и в виде цифрового трехмерного изображения (рис. 1).
Рисунок 1. Данные об экспрессии гена Etv1 в Allen Mouse Brain Atlas.
Важной особенностью проекта Allen Mouse Brain Atlas было решение авторов выложить все результаты в открытый доступ по адресу www.brain-map.org, где любой желающий может найти информацию об экспрессии конкретного гена в конкретной зоне. Все данные доступны для скачивания, а для опытных пользователей был разработан ряд программ, например NeiroBlast, который позволяет находить гены с одинаковым паттерном экспрессии.
За шесть лет Allen Mouse Brain Atlas стал важным источником информации для экспериментальных работ, в том числе при изучении работы дофаминэргической системы мозга [2], аддиктивного поведения [3], [4], разработке моделей для исследования заболеваний нервной системы [5–7] и многих других. Интересно, что атлас использовался не только учеными, работающими с мышами, но и теми, кто использует в своих исследованиях крыс [8], [9], дрозофил [10] и даже нематод [11].
Работа над картой мозга мыши позволила оптимизировать экспериментальные методы для автоматизированной потоковой работы, разработать необходимое программное обеспечение и способы обработки больших массивов данных. Благодаря приобретенному опыту Институт Аллена смог приступить к построению транскриптомной карты головного мозга человека.
Раздел для любителей технических деталей
Две основные методики этого исследования Allen Brain Atlas называются гибридизацией in situ и методом РНК-микрочипов (по-английски его обычно называют microarray). Оба они основаны на принципе комплементарности азотистых оснований.
Гибридизация in situ
Образование водородных связей по принципу комплементарности между первой молекулой РНК (исходно присутствующей в клетке) и второй (созданной экспериментатором) с образованием двуцепочечного комплекса называется гибридизацией. In situ (лат. «на месте») добавляют к названию метода, т.к. гибридизация РНК в этом случае производится непосредственно там, где клетки производят РНК — в образце ткани. Если пометить комплементарную молекулу РНК и обработать раствором таких молекул образец ткани, то можно визуализировать клетки, производящие данную РНК.
РНК-микрочипы
Метод микрочипов также основан на способности РНК к гибридизации. Этот метод можно использовать в крупномасштабных скринингах для регистрации малого количества РНК с высокой чувствительностью.
Микрочипы — это небольшие пластинки, на которые нанесены олигонуклеотидные пробы. Каждая такая проба содержит большое число копий определенной молекулы РНК. Выделенная из кусочка изучаемой ткани РНК метится с помощью радиоактивных изотопов или флуоресцентных красителей, и полученный раствор наносится на чип. Молекулы РНК гибридизуются с комплементарными молекулами из тех, что представлены в пробах. Изучив сигнал от меток, можно определить, какие виды РНК присутствуют в образце, и их относительное количество: чем ярче сигнал от определенной пробы, тем больше представителей этого вида РНК было в растворе.
Транскриптом мозга человека
«Анатомически подробный атлас транскриптома головного мозга взрослого человека», — так называется статья ученых Института Аллена, опубликованная 20 сентября 2012 в журнале Nature [12]. Схема работы над атласом человеческого мозга мало отличалась от таковой для мозга мыши (рис. 2). Поскольку в распоряжении исследователей было всего два образца (аутопсийный материал из банка тканей Университета Мерилэнд и донорской программы Института Калифорнии), кроме окрашенных срезов для изучения морфологи мозга была использована магнитно-резонансная томография. Для исследования экспрессии генов был использован метод РНК-микрочипов (тогда как в случае мозга мыши применялся метод гибридизации in situ). После исследования структуры срезы разделялись на более мелкие фрагменты — в итоге их было чуть более 900 для каждого из двух образцов. Затем из ткани выделялись все молекулы РНК, и полученный раствор наносился на специально разработанные микрочипы (см. врезку). В общей сложности было использовано 20 тысяч разных проб, покрывающих 93% известных генов человека (такое странное число можно объяснить тем, что, несмотря на почти полностью прочтенную последовательность генома человека, некоторые гены все еще не представлены в молекулярных базах последовательностей).
Рисунок 2. Схема работы над проектом Allen Human Brain Atlas.
Следующим этапом после всестороннего молекулярно-биологического анализа был биоинформатический анализ данных. Прежде всего, так же как и для мозга мыши, был составлен атлас мозга. Данные по транскриптому были приведены в соответствие с анатомическими координатами, что позволяет определить, в каких участках мозга экспрессируется тот или иной ген, и наоборот — какие белки производят клетки в конкретной зоне мозга. После этого ученые проанализировали закономерности транскрипции тех или иных генов. Их интересовало, есть ли отделы мозга, схожие по своему транскриптому, и можно ли выделить внутри традиционных анатомических зон мозга области с разными профилями экспрессии.
Как и ожидалось, исследователи обнаружили большие различия транскриптома между отдельными зонами мозга. Экспрессия разных генов соответствует разным функциям клеток, поэтому отвечающая за эмоции миндалина совсем не похожа на центр координации движений (мозжечок), и оба они по профилю экспрессии разительно отличаются от гиппокампа (отдела, связанного с работой памяти). Однако если рассмотреть отдельно лишь кору больших полушарий, в ней наблюдается удивительное единообразие транскриптов. Прежде всего, бросается в глаза отсутствие различий между двумя полушариями. Получается, что латерализация — предпочтительное использование левой или правой руки, доминирование левого или правого глаза и др. — не имеет под собой никакой биохимической основы на уровне экспрессии генов. Кстати, отсутствие разницы между транскриптами полушарий является аргументом и против популярного представления о том, что для левого и правого полушарий характерны разные типы мышления (межполушарная асимметрия). Хотя все эти явления могут объясняться различиями на более высоких уровнях организации нервной ткани.
Деление коры на извилины в течение долго времени использовалось нейробиологами и психиатрами как способ выделения функциональных зон (зрительная, соматосенсорная, моторная). Согласно данным Института Аллена, независимо от расположения извилин все клетки коры больших полушарий человеческого мозга экспрессируют один и тот же набор генов, а значит, устроены и работают очень похоже друг на друга. Этот неожиданный результат потребовал дальнейшего изучения: оказалось, что, несмотря на сходство транскриптома, экспрессия некоторых генов все-таки различается между отдельными участками коры. Дополнительный анализ данных выявил пять групп генов, экспрессия которых специфична для пяти разных анатомических зон. Интересно, что эти зоны соответствуют традиционному разделению коры на доли (рис. 3). Этот результат, несомненно, требует дальнейших исследований — подробное изучение функций генов в каждой из групп должно помочь в объяснении молекулярно-клеточных основ функциональных различий этих зон.
Рисунок 3. Кора головного мозга. а — Генетическая топография коры согласно данным Allen Human Brain Atlas (разными цветами обозначены группы генов). б — Классическая морфологическая топография коры больших полушарий.
Довольно подробный разбор этой программы приводится в статье «Геном человека: как это было и как это будет» [16]. — Ред.
Большой интерес представляет исследование функций малоизученных генов, экспрессия которых была обнаружена при составлении атласа. Вероятно, они могут пролить свет на ранее неизвестные или малоизученные аспекты работы мозга и его взаимодействия с другими органами, как например, недавнее открытие роли гена COMT в проявлении эффекта плацебо [14].
Одним словом, сегодня еще рано судить обо всех возможностях, открывающихся с появлением атласа транскриптома мозга человека, однако не будет преувеличением сказать, что нейробиологи получили новый мощный инструмент для своих исследований.
Оперон и транскриптон как единицы транскрипции. Промотор. Оператор. Терминатор. Репрессор. Индуктор. Их характеристики и функции
Оперон — это тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы белков, которые участвуют в одной цепи биохимических преобразований. Например, это могут быть гены, которые детерминируют синтез ферментов, участвующих в метаболизме какого-либо вещества или в синтезе какого-то компонента клетки.
Строение оперона:
1. Промотор
2. Инициатор
3. Оператор
4. Структурные гены
5. Терминатор
6. Регулятор
7. Репрессор
Фрагмент молекулы ДНК, включающий промотор,транскрибируемую последовательность и терминатор, образует единицу транскрипции — транскриптон. Единица транскрипции у эукариот – транскриптон. Состоит из неинформативной и информативной зон. Неинформативная зона включает промотор + инициатор, группы генов оперторов. Информативная зона образована структурным геном, разделенным на экзоны и интроны. Заканчивается транскриптон терминатором. Работу транскриптона регулируют несколько генов-регуляторов, дающих или кодирующих синтез нескольких белков-репрессоров. Потому что индукторами эукариот являются сложные молекулы для расщепления которых требуется несколько ферментов.
Промотор – особый участок в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции.
Оператор – определенные нуклеотидные последовательности ДНК, предшествующие структурной части регулируемого гена. Включает и выключает работу структурных генов.
Терминатор –участок, где прекращается дальнейший рост цепи РНК и происходит ее освобождение от матрицы ДНК.
Репрессор – регуляторный белок, подавляющий транскрипцию генов регулируемого им оперона в результате связывания с оператором (регуляторным участком оперона).
Индуктор – небольшая эффекторная молекула, связывающаяся с регуляторным белком, или физический фактор (свет, температура), которые стимулируют экспрессию генов, находящихся в неактивном состоянии.
28. Экспрессия генов в процессе биосинтеза белка. Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот. Гипотеза «один ген — один фермент», ее современная трактовка.
Оперон и транскриптон как единицы транскрипции. Промотор. Оператор. Терминатор. Репрессор. Индуктор. Их характеристики и функции
Оперон — это тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы белков, которые участвуют в одной цепи биохимических преобразований. Например, это могут быть гены, которые детерминируют синтез ферментов, участвующих в метаболизме какого-либо вещества или в синтезе какого-то компонента клетки.
4. Структурные гены
Фрагмент молекулы ДНК, включающий промотор,транскрибируемую последовательность и терминатор, образует единицу транскрипции — транскриптон. Единица транскрипции у эукариот – транскриптон. Состоит из неинформативной и информативной зон. Неинформативная зона включает промотор + инициатор, группы генов оперторов. Информативная зона образована структурным геном, разделенным на экзоны и интроны. Заканчивается транскриптон терминатором. Работу транскриптона регулируют несколько генов-регуляторов, дающих или кодирующих синтез нескольких белков-репрессоров. Потому что индукторами эукариот являются сложные молекулы для расщепления которых требуется несколько ферментов.
Промотор – особый участок в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции.
Оператор – определенные нуклеотидные последовательности ДНК, предшествующие структурной части регулируемого гена. Включает и выключает работу структурных генов.
Терминатор –участок, где прекращается дальнейший рост цепи РНК и происходит ее освобождение от матрицы ДНК.
Репрессор – регуляторный белок, подавляющий транскрипцию генов регулируемого им оперона в результате связывания с оператором (регуляторным участком оперона).
Индуктор – небольшая эффекторная молекула, связывающаяся с регуляторным белком, или физический фактор (свет, температура), которые стимулируют экспрессию генов, находящихся в неактивном состоянии.
28. Экспрессия генов в процессе биосинтеза белка. Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот. Гипотеза «один ген — один фермент», ее современная трактовка.
Экспрессия генов — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и во время трансляции, и на стадии посттрансляционных модификаций белков.
Экспрессия генов является субстратом для эволюционных изменений.
Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции у прокариот:
Регуляция транскрипции в клетках осуществляется на уровне индивидуальных генов, их блоков и даже целых хромосом. Возможность управления многими генами, как правило, обеспечивается наличием у них общих регуляторных последовательностей нуклеотидов, с которыми взаимодействуют однотипные факторы транскрипции. В ответ на действие специфических эффекторов такие факторы приобретают способность с высокой точностью связываться с регуляторными последовательностями генов. Следствием этого является ослабление или усиление транскрипции соответствующих генов. Три основных этапа транскрипции, которые, используются бактериальными клетками для регуляции синтеза РНК – инициация, элонгация и терминация.
Экспрессия генов эукариот отличатся от прокариот:
2) Промоторный участок у эукариот более длинный.
3) У эукариот любой ген представляет чередующимися кодирующими и некодирующими последовательностями. Кодирующие – экзоны, некодирующие – интроны.
4) У эукариот встречаются усилители, узнаваемыми белками. Они могут быть расположены достаточно далеко от начала транскрипции. Усилитель и связанный с ним белок приближаются к участку связывания РНК-полимеразы с ДНК.
5) Существуют «глушители», подавляющие транскрипцию.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет