Operon - какво е това?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon модел бе предложен за първи път от Дж Моно и F. Яков. През 1961 г. са изследвани процесите, свързани с развитието на клетки от E.coli. По-специално ние изследвахме механизмите, които контролират ДНК сегменти, кодиращи захар мляко (лактоза).

описание

Моно и Jacob предложен схема координирано управление на структурните участъци на ДНК. Учените го е дал името "оперон". схемы следующий. Принципът на работа на веригата е, както следва. Разположение група на ДНК последователности, кодиращи полипептиди, които са тясно свързани един с друг оперативно контролира от два елемента. Първият е на контролера, а вторият - на оператора. Последният е представен нуклеотидна последователност, съседна на контролирани структурни части. Ако протеин-компресора, придържане на оператора ще блокира ДНК транскрипционни единици действа като продукт контрол. Това, от своя страна, е предпоставка за образуването на пространствени пречки за РНК полимераза съединение в определена част на промотора. Последното е необходимо да се инициира транскрипция. Други събития ще се случи, ако регулаторът действа apoinduktor. В тази ситуация, връзката с оператора ще се създадат условия за транскрипцията.

специфичност

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - ДНК последователност, която се състои от тясно свързани кодиращи региони, промотор и оператор. Контрол елемент може да бъде разположен в непосредствена близост до него или на известно разстояние от него. Операторът често между структурните сайтове и промотор. Има нискомолекулни вещества, които могат да бъдат контролирани оперон. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Това, по-специално, на ефектори, които са индуктори или krepressorami структурни участъци са включени във веригата.

класификация

Се предизвиква или потиснати оперон. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Това зависи от естеството на въздействието върху тяхната дейност на ефекторни молекули. Ние предизвикана структури се присъединява репресора, като блокира свързването на оператора. Съответно, има пречки за транскрипция на структурните участъци. называется негативной. Такъв режим се нарича отрицателни оперон. Въпреки това, структурата може да бъде индуциран от положителната контрола. В този случай, изпълнително устройство се свързва към протеин молекула регулиране, активиране на неговия apoinduktor. Присъединявайки се към оператора, то дава възможност на транскрипцията. Тези видове контролни действия и отношение потиснати структури. Ако отрицателната регулация, изпълнително, в качеството на корепресорно, свързан с неактивна усмирител и да го активира. В резултат на последните печалби способността да се скачи с оператора, като по този начин блокират транскрипцията. Ако положителната контрола, свързването се случва с активен apoinduktorom. Този комплекс не може да бъде свързан с оператора. Следователно, структурни участъци не са транскрибирани.

данни

В отрицателната контрола, така ефекторна свързва репресора, което води до инактивиране или активиране. Съответно, индуцирана или потиска транскрипцията на оперона. В случай на положителна контрола се прави свързване към apoinduktoru. Този процес позволява или блокира транскрипцията. Резултатът зависи от формата, която придобива apoinduktor когато е прикрепен към изпълнително устройство.

Структурата на E.coli оперона

В E.coli има структура, имаща способността да ферментира лактоза. То включва промотор и оператор три структурни ДНК част. Кодиране изложени gengalaktozidaza ензими galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. За всеки един от тях има свой ген. Оперона включва части лак Z, лак А, лак Y. произход кодира gengalaktozidazu катализиране лактозата до глюкоза и галактоза. Lac Y взаимодейства с galaktozidpermeazoy. Този ензим осигурява транспортирането на различни захари. Lac А кодира tiogalaktozidtransatsetilazu. Неговата роля, обаче, не е ясно в процеса на обезвреждане на млечна захар. Обикновено, всички протеини намерено в клетките на Ешерихия коли в незначителни количества. Въпреки това, когато се отглежда в среда, където единствен въглероден и енергиен източник действа лактоза, ензими брой расте 1000 пъти.

конститутивен синтез

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Лактоза оперон включва структурна част лак 1. Те кодиран репресорен протеин. В активното състояние, е тетрамер, която се образува от четири копия част лак 1 - полипептид, съдържащ 360 аминокиселини. Клетки с промени в този ген за синтеза на съставните протеини кодирани лак Z, Y и А. В този случай, това е възможно, ако има не само мутации в репресора, но в изложението. Такива промени са винаги цис-доминиращи. Това се дължи на факта, че операторът, за разлика от усмирител, могат да бъдат повлияни от възможността за транскрипция само когато се намира в непосредствена близост до промотора. Ако присъстват в клетъчно индуцирано съединения, те идват с оператор в конкуренция за молекулата на репресор.

дросели

Те могат да бъдат различни връзки. Лактоза действа и като индуктор и като субстрат. В нормални клетки и в отсъствие на индуцирана остатъчна ензимна активност на съединенията дава възможност за проникване на лактоза в незначителни количества. В резултат на каталитична реакция лактоза се превръща в алолактоза. Той, от своя страна, се свързва с репресора и да го провокира да бъде изключен от оператора. Това позволява на РНК полимераза с промотор док. Това ще започне транскрипцията на лак-Z, А и Y. Съединенията действат само като дросели, IPTG и TMG се използват за изучаване на контрола на лактоза оперон.

Положителните елементи действие

Тяхната идентификация е причинена diauksiey. Същността на това явление е, че използването на лактоза започва едва след използването на всички налични глюкозата в средата. Diauksiya - една от проявите на катаболитна репресия. Този ефект е известен от глюкоза 40s. на миналия век. Тя се експресира в E.coli неспособност да катаболизират въглехидрати различни в присъствие на глюкоза. Тя, от своя страна, действа като по-ефективен източник на енергия.

Механизмът на действие

Тя може да се разчете Pastan и Пърлман. Те открили, двата елемента, които се транскрибират лактозен оперон. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Това е малка молекула ефекторна - сАМР (цикличен аденозинмонофосфат) и активатор протеин катаболизъм ATS. При еукариотите, първият действа като посредник на действие на хормон. Установено е, че добавянето на сАМР в Е. Coli клетки, които растат в среда, в присъствието на глюкоза, забавя скоростта му, но се отстранява катаболитно репресия. Това, от своя страна, води до възможността за експресията на лак-оперон в едновременното присъствие на глюкоза и лактоза. След известно време е в обратна зависимост. Активността на синтеза на ензим сАМР се инхибира от глюкоза.

заключение

Транскрипция на оперон е под двоен контрол - отрицателни и положителни. CAP-сАМР комплекс позволява на РНК полимеразата да се свърже с ДНК шаблон преди обработка. В момента учените дешифрирани пълната нуклеотидна верига на регулаторния регион на лак-оперона, в която има оператор и промотор. Освен това, през 1969 г., тя е разпределена чист ДНК фрагмент, съдържащ лак-1 промотор и напълно секвенция оператор, лак-Z и лак Y. фрагмент В проучването беше установено, че значителна роля във взаимодействието на мултимерни протеини с ДНК принадлежи симетрични структури - палиндрома , Операторът на лак-оперон на тяхната сегашна 26. В същото време 14 от тях са различни специфичност. Различни вериги те четат едни и същи, но в обратна посока. Палиндрома идентифицирани в част промотор и взаимодейства с комплекс на сАМР-CAP.