Operon - čo je to?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon model bol prvýkrát navrhnutý J. Monod a F. Jacob. V roku 1961 boli skúmané procesy spojené s vývojom buniek E. coli. Najmä sme študovali mechanizmy ovládajúce DNA segmenty kódujúce cukor mlieka (laktóza).

popis

Monod a Jacob navrhla schéma koordinovaný kontroly štrukturálnych častí DNA. Vedci dal názov "operon". схемы следующий. Princíp činnosti obvodu je nasledovný. Usporiadanie skupiny DNA sekvencií kódujúcich polypeptidy, ktoré sú úzko spojené s navzájom operatívne riadený dvoma prvkami. Prvým z nich je riadiaca jednotka a druhá - prevádzkovateľ. Ten je reprezentovaný nukleotidovej sekvencie susediace s kontrolovaných konštrukčných častí. Ak je proteín-kompresora, jeho lipnutie na operátora bude blokovať DNA transkripčné jednotky pôsobí ako kontrolný produkt. To, podľa poradia, je nevyhnutným predpokladom pre vytvorenie stéricky prekážky pre RNA polymerázu zlúčeniny na určitú časť promótorom. Ten je potrebné pre začatie transkripcie. Ďalší vývoj bude v prípade, ak je regulátor chová apoinduktor. V takom prípade bude jeho spojenie s operátorom vytvoriť podmienky pre transkripciu.

špecifickosť

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - DNA sekvencie, ktorá sa skladá z úzko spojené kódujúci regióny, promótor a operátor. Ovládacím prvkom môže byť umiestnený vedľa neho alebo v určitej vzdialenosti od neho. Operátor je často medzi štrukturálnymi miest a promótor. K dispozícii sú nízkomolekulárne látky, ktoré môžu byť ovládané operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. A to najmä preto, efektory, ktoré indukujú alebo krepressorami komponentu zahrnuté do okruhu.

klasifikácia

Indukuje alebo potláčané operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Záleží na povahe vplyvu na ich aktivitu efektorových molekúl. indukovanej sme štruktúry sa napája na represor blokovaním väzby na prevádzkovateľa. V dôsledku toho existujú prekážky prepisu štrukturálnych sekcií. называется негативной. Takáto regulácia sa nazýva negatívna operony. Avšak štruktúra môže byť indukovaná pozitívne kontroly. V tomto prípade je efektor sa viaže na regulačné molekuly proteínu, aktiváciu jeho apoinduktor. Spájanie operátora, umožňuje transkripciu. Tieto typy kontrolných konať a rešpekt potlačil štruktúr. V prípade, že negatívne regulácia, efektor, ako corepressor, spojené s neaktívnym represor a aktivuje ho. Výsledkom je, že posledné uvedené získa schopnosť zájsť s operátorom, a tak blokovať transkripciu. Ak pozitívnu kontrolu, viazanie dochádza s aktívnym apoinduktorom. Tento komplex nie je možné pripojiť k operátorovi. V dôsledku toho, komponenty nie sú prepísané.

zistenie

V negatívne kontroly, tak efektor viaže represor, čo spôsobuje deaktiváciu alebo aktiváciu. V súlade s tým, vyvolané alebo potlačené transkripciu operonu. V prípade pozitívnej kontroly, pripojenie k tomu, apoinduktoru. Tento proces umožňuje alebo blokuje transkripciu. Výsledok závisí od formy, ktorá získa apoinduktor po pripojení k efektoru.

Štruktúra operonu E. coli

V E. coli je štruktúra, ktorá má schopnosť fermentovať laktózu. To zahŕňa promótor a operátor tri štrukturálne DNA časť. Kódovanie exponované gengalaktozidaza enzýmy galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Pre každý z nich má svoj vlastný gén. Operon obsahuje časti lac Z, A, lac lac Y. Pôvod kóduje gengalaktozidazu katalyzovať laktózy na glukózu a galaktózu. Lac Y interaguje s galaktozidpermeazoy. Tento enzým zabezpečuje dopravu rôznych cukrov. Lac kóduje tiogalaktozidtransatsetilazu. Jeho úlohou však nie je jasné, v procese likvidácie mliečneho cukru. Zvyčajne všetky proteíny nájdené v bunkách Escherichia coli v stopových množstvách. Avšak pri raste v jeho prostredí, v ktorom je jediný zdroj uhlíka a energie pôsobí laktóza, enzýmy číslo rastie 1000 krát.

konštitutívny syntéza

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Laktóza operon obsahuje štruktúrny časť lac 1. Sú kódovaný represorový proteín. V aktívnom stave, to je polysulfidu amónneho, tetrameru, ktorý je vytvorený zo štyroch kópií časť lac 1 - polypeptid obsahujúci 360 aminokyselín. Bunky so zmenami v tomto géne na syntéze konštitutívnych proteínov kódovaných lac Z, Y a A. V tomto prípade je to možné v prípade, že je nielen mutácie v represor, ale vo vyhlásení. Tieto zmeny sú vždy cis-dominantné. To je spôsobené tým, že obsluha, na rozdiel od represor, môže byť ovplyvnený možnosťou transkripciu iba vtedy, keď sa nachádza v tesnej blízkosti promótorom. Pokiaľ sa v zlúčeninách buniek vyvolané, prichádzajú s operátorom v súťaži o represor molekuly.

tlmivky

Môžu byť rôzne prípojky. Laktóza pôsobí ako ako induktor a ako substrátu. V normálnych bunkách a v neprítomnosti indukovanej zvyškovej enzymatickej aktivity zlúčenín poskytuje možnosť prenikaniu laktózy v menších množstvách. V dôsledku katalytickej reakcie laktózy premení allolactose. On, podľa poradia, sa viaže na represor a provokuje ju z odpojenie od operátora. To umožňuje RNA polymerázy na promótor doku. Spustí transkripciu lac Z, A a Y. Zlúčeniny pôsobiace iba ako induktory, IPTG a TMG sú používané k štúdiu kontrolu nad operonu laktózy.

Afirmativní akčné prvky

Ich identifikácia je spôsobená diauksiey. Podstatou tohto javu je, že využitie laktózy začne až po použití všetkých dostupných glukózy v médiu. Diauksiya - jedným z prejavov katabolitov represie. Tento efekt je známy z glukózy 40s. minulého storočia. Je exprimovaný v E. coli neschopnosti katabolizovat sacharidy rôzne v prítomnosti glukózy. Ona zase pôsobí ako efektívnejšie zdroje energie.

mechanizmus účinku

Mohlo by to rozlúštiť Pastan a Perlman. Zistili, že dva prvky, ktoré sú transkribovaných lac- operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. To je malá molekula efektoru - cAMP (cyklický adenozín monofosfát) a aktivátor katabolizmu bielkovín ATS. V eukaryoty je prvý pôsobí ako mediátor hormónov. Bolo zistené, že pridanie cAMP do buniek E. coli, rastúce v prostredí s prítomnosťou glukózy, spomaľuje jeho rýchlosť, ale je odstránené katabolické represiu. To zase spôsobí, že možnosť expresie lac-operonu, za súčasnej prítomnosti glukózy a laktózy. Po nejakom čase bol inverzný vzťah. Aktivita syntézy enzýmu cAMP je inhibovaná glukózy.

záver

Transkripcia operonu je pod dvojitým riadením - negatívne a pozitívne. CAP-cAMP komplex umožňuje RNA polymerázy pre pripojenie k DNA šablóny pred spracovaním. V súčasnej dobe, vedci dešifroval kompletné nukleotidové reťazec regulačné oblasti lac-operonu, v ktorom je operátor a promótor. Okrem toho, v roku 1969, bola pridelená jeho čistý fragmentu DNA obsahujúceho lac 1 promótor a plne operátorovou sekvenciu lac Z a lac Y. fragment V štúdii sa zistilo, že významnú úlohu v interakcii multimerních proteínov s DNA patrí symetrické štruktúry - palindróm , Operátor lac-operon ich súčasnej 26. V rovnakej dobe 14 z nich sa líšia špecifickosť. Rôzne reťazce čítajú rovnaké, ale v opačnom smere. Palindróm identifikované v promotorové časti a interakciu s komplexom cAMP-CAP.