ANALIZA STRUKTURY GENU PROKARIOTYCZNEGO
Gen jest to odcinek kwasu nukleinowego odpowiedzialny za powstanie funkcjonalnego produktu. Pierwszym etapem ekspresji każdego genu jest transkrypcja, której produktem jest RNA. Drugiemu etapowi ekspresji - translacji - podlegają wyłącznie transkrypty genów kodujących białka (mRNA).
Inicjacja i terminacja procesów transkrypcji i translacji jest warunkowana obecnością określonych sekwencji w kwasie nukleinowym. U Prokariota można wyróżnić następujące elementy:
TRANSKRYPCJA
A) PROMOTOR - ODCINEK ODPOWIEDZIALNY ZA INICJACJĘ TRANSKRYPCJI
OPERON RAMKA PRIBNOWA MIEJSCE INICJACJI
REGION -35 REGION -10 +1
lac ACCCCAGGCTTTACACTTTATGCTTCCGGCTCGTATGTTGTGT..........GGAATTGTGA
lacI CCATCGAATGGCGCAAAACCTTTCGCGGTATGGCATGATAGC....GCCCGGAAGAGA
galP2 ATTTATTCCATGTCACACTTTTCGCATCTTTGTTATGCTATG........GTTATTTCATAC
araBAD GGATCCTACCTGAGGCTTTTTATCGCAACTCTCTACTGTTTC....TCCATACCCGTTTT
araC GCCGTGATTATAGACACTTTTGTTACGCGTTTTTGTCATGGC.......TTTGGTCCCGCTT
trp AAATGAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTAACTAGTA...CGCAAGTTCACGT
bioA TTCCAAAACGTGTTTTTTGT…..TGTTAATTCGGTGTAGACTTGT...........AAACCTAAATC
bioB CATAATCGACTTGTAAACCAAATTGAAAAGATTTAGGTTTACAA...GTCTACACCGAA
tRNATyr CAACGTAACACTTTACAGCGGCGCGTCATTTGATATGATGCG….CCCCGCTTCCCGA
rrnD1 CAAAAAAATACTTGTGCAAAAAATTGGGATCCCTATAATGCGCCT...CCGTTGAGACG
rrnE1 CAATTTTTCTATTGCGGCCTGCGGAGAACTCCCTATAATGCGC..CTCCATCGACACG
rrnA1 AAAATAAATGCTTGACTCTGTAGCGGGAAGGCGTATTATGCACACCCCGCGCCGCTG
rrnX1 GCATTTTCCGCTTGTCTTCCTGAGCCGACTCCCTATAATGC...GCCTCCATCGACACG
λ PR CCGTGCGTGTTGACTATTTTACCTCTGGCGGTGATAATGG.........TTGCATGTACTAA
λ PL CTGGCGGTGTTGACATAAATACCACTGGCGGTGATACTGAG...…..CACATCAGCAGG
T7 A3 CAAAACGGTTGACAACATGAAGTAAACACGGTACGATGTAC......CACATGAAACGA
T7 A1 AAAGAGTATTGACTTAAAGTCTAACCTATAGGATACTTACA.......GCCATCGAGAGG
T7 A2 AACAGGTATTGACAACATGAAGTAACATGCAGTAAGATACA......AATCGCTAGGTAA
konsensus T C T T G A C A T.......11-15 pz.........T A T A A T....5-8 pz....A, C, T, G
sekwencji 42 38 82 84 79 64 53 45 41 79 95 44 59 51 96 81 55 48 42
B) TERMINATOR TRANSKRYPCJI
TRANSLACJA
MIEJSCE WIĄZANIA RYBOSOMÓW (sekwencja Shine-Dalgarno) I KODON INICJUJĄCY (AUG)
5' koniec 16S rRNA
|
3'OH koniec 16S rRNA G
| A
A U
Prokarityczny mRNA U C
z konsenusową UCCUCCA
sekwencją SD (5') GAUUCCUAGGAGGUUUGACCUAUGCGAGCUUUU (3')
KODONY DLA POSZCZEGÓLNYCH AMINOKWASÓW I KODONY TERMINACYJNE
druga pozycja
|
U |
C |
A |
G |
|
U |
UUU Phe UUC UUA Leu UUG |
UCU UCC Ser UCA UCG |
UAU Tyr UAC UAA Stop UAG Stop |
UGU Cys UGC UGA Stop UGG Trp |
U C A G |
C |
CUC Leu CUA CUG |
CCU CCC Pro CCA CCG |
CAU His CAC CAA Gln CAG |
CGU CGC Arg CGA CGG |
U
A G |
A |
AUU AUC Ile AUA AUG Met |
ACU ACC Thr ACA ACG |
AAU Asn AAC AAA Lys AAG |
AGU Ser AGC AGA Arg AGG |
U C A G |
G |
GUU GUC Val GUA GUG |
GCU GCC Ala GCA GCG |
GAU Asp GAC GAA Glu GAG |
GGU GGC Gly GGA GGG |
U C A G |
2
5'...NNAAGCGCCGNNNNCCGGCGCUUUUUU-OH 3' transkrypt RNA
5'...NNAAGCGCCGNNNNCCGGCGCTTTTTTNNN...3' matryca
3'...NNTTCGCGGCNNNNGGCCGCGAAAAAANNN...5' DNA
N
GC-bogate
regiony
AT-bogate
regiony
N
N
C
N
G • C
C • G
C • G
G • C
C • G
A • U
A • U
...NNNN UUUU-OH 3'
araB UUUGGAUGGAGUGAAACGAUGGCGUUU
galE AGCCUAAUGGAGCGAAUUAUGAGAGUU
LacI CAAUUCAGGGUGGUGAUUGUGAAACCA
lacZ UUCACACAGGAAACAGCUAUGACCAUG
Replikaza faga Qß UAACUAAGGAUGAAAUGCAUGUCUAAG
Białko A faga ÖX174 AAUCUUGGAGGCUUUUUUAUGGUUCGU
Białko płaszcza faga R17 UCAACCGGGGUUUGAAGCAUGGCUUCU
Rybosomalne S12 AAAACCAGGAGCUAUUUAAUGGCAACA
Rybosomalne L10 CUACCAGGAGCAAAGCUAAUGGCUUUA
trpE CAAAAUUAGAGAAUAACAAUGCAAACA
Lider trp GUAAAAAGGGUAUCGACAAUGAAAGCA
kodon
inicjujący
sekwencja
SD
pierwsza pozycja (5'koniec)
trzecia pozycja (3'koniec)
trzecia pozycja (3'koniec)