Operon - apakah ini?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. model Operon pertama kali dicadangkan oleh J. Monod dan F. Yakub. Pada tahun 1961 mereka memeriksa proses yang berkaitan dengan perkembangan sel-sel E. coli. Khususnya kita mengkaji mekanisme mengawal segmen DNA pengekodan gula susu (laktosa).

Huraian

Monod dan Yakub mencadangkan kawalan diselaraskan skim bahagian struktur DNA. Para saintis memberikannya nama "operon". схемы следующий. Prinsip operasi litar adalah seperti berikut. kumpulan susunan urutan DNA pengekodan polypeptides yang berkait rapat antara satu sama lain operatively dikawal oleh dua unsur. Yang pertama adalah pengawal, dan kedua - pengendali. Yang terakhir ini diwakili urutan nukleotida bersebelahan dengan bahagian struktur dikawal. Jika protein-pemampat, kepatuhannya kepada pengendali akan menyekat unit transkripsi DNA bertindak sebagai produk kawalan. Ini seterusnya, adalah pra-syarat untuk pembentukan halangan sterik kompaun RNA polymerase untuk bahagian tertentu penganjur. Yang terakhir ini adalah perlu untuk memulakan transkripsi. Perkembangan lain akan menjadi kes itu, jika pengatur bertindak apoinduktor. Dalam keadaan ini, sambungan kepada pengendali akan mewujudkan keadaan untuk transkripsi.

kekhususan

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - urutan DNA yang terdiri daripada berkait rapat pengekodan rantau, promoter dan operator. Mengawal elemen boleh diletakkan di sebelahnya atau pada jarak yang tertentu daripadanya. pengendali sering antara tapak struktur dan promoter. Terdapat molekul rendah bahan-bahan, yang boleh dikawal operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Ini, khususnya, yang effectors yang inducers atau bahagian struktur krepressorami termasuk dalam litar.

klasifikasi

Adalah disebabkan atau ditindas operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Ia bergantung kepada jenis kesan ke atas aktiviti mereka molekul effector. Kami teraruh struktur ia menyertai repressor dengan menyekat mengikat kepada operator. Oleh itu, terdapat halangan-halangan kepada transkripsi bahagian struktur. называется негативной. peraturan itu dipanggil operons negatif. Walau bagaimanapun, struktur boleh disebabkan oleh kawalan positif. Dalam kes ini, rangsangan yang mengikat kepada molekul protein peraturan, mengaktifkan apoinduktor itu. Menyertai pengendali, ia membolehkan transkripsi. Jenis kawalan bertindak dan berkenaan ditindas struktur. Jika peraturan negatif, effector, yang bertindak sebagai corepressor, yang berkaitan dengan repressor aktif dan mengaktifkan ia. Akibatnya, keuntungan kedua keupayaan untuk berlabuh dengan operator, oleh itu menghalang transkripsi. Jika kawalan yang positif, mengikat berlaku dengan apoinduktorom aktif. Kompleks ini tidak boleh disambungkan kepada operator. Akibatnya, bahagian struktur tidak disalin.

penemuan

Dalam kawalan negatif, sekali gus effector mengikat repressor, menyebabkan inactivation atau pengaktifan. Oleh itu, didorong atau ditindas transkripsi operon ini. Dalam hal kawalan positif, sambungan yang unggul apoinduktoru. Proses ini membolehkan atau blok transkripsi. Hasilnya bergantung kepada borang yang memperoleh apoinduktor apabila melekat pada rangsangan yang.

Struktur E.coli operon yang

Dalam E. coli terdapat struktur yang mempunyai keupayaan untuk menapai laktosa. Ia termasuk penganjur dan pengendali tiga bahagian DNA struktur. Pengekodan gengalaktozidaza terdedah enzim galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Bagi setiap daripada mereka mempunyai gen sendiri. operon termasuk bahagian lac Z, lac A, lac Y. asal mengekod gengalaktozidazu pemangkin laktosa kepada glukosa dan galaktosa. Lac Y berinteraksi dengan galaktozidpermeazoy. Enzim ini menyediakan pengangkutan gula yang berbeza. Lac A mengekod tiogalaktozidtransatsetilazu. peranannya, bagaimanapun, tidak jelas dalam proses melupuskan gula susu. Biasanya, semua protein yang terdapat dalam sel-sel Escherichia coli dalam jumlah surih. Walau bagaimanapun, apabila ditanam dalam persekitaran, yang mana karbon dan tenaga sumber tunggal bertindak laktosa, enzim jumlah tumbuh 1000 kali.

sintesis juzuk

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. operon laktosa termasuk struktur 1. bahagian lac Mereka dikodkan protein repressor. Dalam keadaan aktif, ia adalah satu tetramer, yang terbentuk daripada empat salinan bahagian lac 1 - a polipeptida yang terdiri daripada 360 asid amino. Sel-sel dengan perubahan dalam gen ini pada sintesis protein juzuk dikodkan lac Z, Y dan A. Dalam kes ini, ini boleh dilakukan jika ada bukan sahaja mutasi dalam repressor, tetapi dalam kenyataan itu. Perubahan tersebut sentiasa cis-dominan. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa pengendali, yang bertentangan dengan repressor, boleh dipengaruhi oleh kemungkinan transkripsi hanya apabila terletak berdekatan penganjur. Jika di dalam sebatian sel yang disebabkan oleh itu, mereka datang dengan pengendali dalam persaingan untuk molekul repressor.

inductors

Mereka mungkin sambungan yang berbeza. Laktosa bertindak kedua-dua sebagai pencetus dan sebagai substrat. Dalam sel-sel normal dan jika tiada aktiviti sisa enzim yang disebabkan sebatian menyediakan kemungkinan penembusan laktosa dalam jumlah yang kecil. Hasil daripada laktosa reaksi pemangkin berubah menjadi allolactose. Dia pula, mengikat kepada repressor dan menimbulkan ia daripada dicabut dari pengendali. Ini membolehkan polimerase RNA untuk dok penganjur. Ini akan memulakan transkripsi lac Z, A dan Y. Compounds bertindak hanya sebagai pengaruh, IPTG dan TMG digunakan untuk mengkaji kawalan yang operon laktosa.

unsur-unsur tindakan afirmatif

pengenalan mereka adalah disebabkan diauksiey. Intipati fenomena ini ialah penggunaan laktosa bermula hanya selepas penggunaan semua glukosa yang tersedia di medium. Diauksiya - salah satu manifestasi catabolite penindasan. Kesan ini dikenali dari 40-an glukosa. abad yang lalu. Ia dinyatakan dalam E. coli ketidakupayaan untuk catabolize karbohidrat yang berbeza di hadapan glukosa. Dia pula, bertindak sebagai sumber yang lebih cekap tenaga.

Mekanisme kesan

Ia boleh mentafsirkan Pastan dan Perlman. Mereka mendapati kedua-dua elemen yang disalin operon lac-. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Ini adalah molekul effector kecil - kem (cyclic adenosine monophosphate) dan pengaktif protein katabolisme ATS. Dalam eukariot, yang pertama bertindak sebagai orang tengah tindakan hormon. Ia telah mendapati bahawa penambahan kem untuk E. coli sel-sel, yang semakin meningkat dalam persekitaran dengan kehadiran glukosa, menyahpecut kelajuan, tetapi ia dikeluarkan penindasan katabolik. Ini seterusnya, menyebabkan kemungkinan ungkapan lac-operon di hadapan serentak glukosa dan laktosa. Selepas beberapa lama telah hubungan songsang. Aktiviti sintesis enzim kem dihuni oleh glukosa.

kesimpulan

Transkripsi operon adalah di bawah dua kawalan - negatif dan positif. CAP-kem kompleks membolehkan polimerase RNA untuk menyambung ke DNA template sebelum pemprosesan. Pada masa ini, ahli-ahli sains ditafsirkan rantaian nukleotida lengkap rantau pengawalseliaan lac-operon, di mana terdapat pengendali dan promoter. Selain itu, pada tahun 1969, dia telah diperuntukkan serpihan DNA tulen mengandungi lac 1 promoter dan sepenuhnya urutan operator, lac Z dan lac Y. serpihan Dalam kajian didapati bahawa peranan penting dalam interaksi protein multimeric dengan DNA tergolong struktur simetri - palindrome . Pengendali lac-operon masa kini mereka 26. Pada masa yang sama 14 daripada mereka adalah kekhususan yang berbeza. rantaian yang berbeza yang mereka baca yang sama tetapi dalam arah yang bertentangan. Palindrome dikenal pasti di bahagian promoter dan berinteraksi dengan kompleks kem-CAP.