Operon - wat is dit?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon model is vir die eerste deur J. Monod en F. Jakob voorgestel. In 1961 ondersoek hulle die prosesse wat verband hou met die ontwikkeling van E. coli selle. In die besonder bestudeer ons die meganismes beheer DNA segmente enkodeer die melksuiker (laktose).

beskrywing

Monod en Jakob voorgestel dat 'n skema gekoördineerde beheer van die strukturele dele van DNA. Die wetenskaplikes het dit die naam "operon". схемы следующий. Die beginsel van werking van die kring is soos volg. Reëling groep van DNA volgordes kodering polipeptiede wat nou verband hou met mekaar operatief beheer deur twee elemente. Die eerste is die kontroles, en die tweede - die operateur. Laasgenoemde verteenwoordig nukleotiedvolgorde aangrensend aan beheer strukturele gedeeltes. As die proteïen-kompressor, sy nakoming van die operateur sal DNA transkripsie-eenhede te sluit tree op as 'n beheer produk. Dit op sy beurt, is 'n voorvereiste vir die vorming van die steriese struikelblokke vir RNA-polimerase saamgestelde om 'n spesifieke gedeelte van die promotor. Laasgenoemde is nodig om transkripsie te inisieer. Ander ontwikkelings sal die geval wees, as die reguleerder optree apoinduktor. In hierdie situasie, sal sy verbintenis met die operateur voorwaardes vir die transkripsie te skep.

spesifisiteit

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - 'n DNA volgorde wat bestaan uit ten nouste gekoppel kodering streke, promotor en operateur. Beheer element kan geposisioneer langs dit of op 'n sekere afstand van dit. Die operateur is dikwels tussen strukturele webwerwe en promotor. Daar is 'n lae-molekulêre stowwe, wat kan beheer word operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Dit, in die besonder, die effektore wat induseerders of krepressorami strukturele afdelings is ingesluit in die kring.

klassifikasie

Geïnduseer of onderdruk operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Dit hang af van die aard van die impak op hul aktiwiteit van effektor molekules. Ons veroorsaak strukture dit aansluit by die onderdrukker deur die sluit van binding aan die operateur. Gevolglik is daar struikelblokke tot die transkripsie van die strukturele afdelings. называется негативной. Sodanige regulasie genoem negatiewe operons. Dit kan egter die struktuur veroorsaak word deur die positiewe beheer. In hierdie geval, die effektor bind aan 'n regulatoriese proteïenmolekule, aktiveer sy apoinduktor. Neem deel aan die operateur, dit in staat stel om die transkripsie. Hierdie tipe Wet op die Beheer en respek onderdruk strukture. As die negatiewe regulering, effektor, wat optree as corepressor, wat verband hou met 'n onaktiewe onderdrukker en aktiveer dit. As gevolg hiervan, die laasgenoemde winste die vermoë om te dok met die operateur, dus blokkeer transkripsie. As die positiewe beheer, bindend kom met 'n aktiewe apoinduktorom. Hierdie komplekse kan nie gekoppel word aan die operateur. Gevolglik word strukturele gedeeltes nie getranskribeer.

bevindings

In die negatiewe beheer, dus effektor bind die onderdrukker en veroorsaak afskakeling of aktivering. Gevolglik veroorsaak of onderdruk transkripsie van die operon. In die geval van 'n positiewe beheer, is verband gemaak om apoinduktoru. Hierdie proses toelaat of blok transkripsie. Die resultaat hang af van die vorm waarin apoinduktor verkry wanneer verbonde aan die effektor.

Die struktuur van die operon E.coli

In E. coli is daar 'n struktuur met die vermoë om laktose gis. Dit sluit die promotor en operateur drie strukturele DNA gedeelte. Kodering blootgestel gengalaktozidaza ensieme galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Vir elkeen van hulle het sy eie gene. Die operon sluit gedeeltes lac Z, lac A, lac Y. Oorsprong kodeer gengalaktozidazu kataliseer die laktose na glukose en galaktose. Lac Y in wisselwerking met galaktozidpermeazoy. Hierdie ensiem bied die vervoer van verskillende suikers. Lac A enkodeer tiogalaktozidtransatsetilazu. Sy rol is egter nie duidelik in die proses van die verwydering van melk suiker. Tipies, al die proteïene in die selle van Escherichia coli in klein hoeveelhede. Maar wanneer gegroei in sy omgewing, waarin die enigste koolstof en energie bron optree laktose, ensieme aantal groei 1000 keer.

konstitutiewe sintese

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Laktose operon sluit 'n strukturele gedeelte lac 1. Hulle geïnkripteer onderdrukker proteïene. In die aktiewe toestand, dit is 'n tetrameer, wat gevorm word van vier eksemplare gedeelte lac 1 - 'n polipeptied wat bestaan uit 'n 360 aminosure. Selle met veranderinge in hierdie gene op die sintese van konstitutiewe proteïene ingebou lac Z, Y en A. In hierdie geval, dit is moontlik as daar nie net mutasies in die onderdrukker, maar in die verklaring gesê. Sulke veranderinge is altyd cis-dominante. Dit is te wyte aan die feit dat die operateur, in teenstelling met 'n onderdrukker, kan beïnvloed word deur die moontlikheid van transkripsie net geleë in die nabyheid van die promotor. Indien teenwoordig in die sel veroorsaak verbindings, kom hulle met 'n operateur in die kompetisie vir die onderdrukker molekule.

induktors

Hulle kan verskillende verbindings. Laktose tree beide as 'n induseerder en as 'n substraat. In normale selle en in die afwesigheid van geïnduseerde oorblywende ensiemaktiwiteit van die verbindings bied die moontlikheid van penetrasie van laktose in klein hoeveelhede. As gevolg van die katalitiese reaksie laktose is omskep in allolactose. Hy het op sy beurt, bind aan die onderdrukker en ontlok dit verhoed dat ontkoppel van die operateur. Dit laat die RNA-polimerase om die promotor dok. Dit sal die transkripsie van lac Z, A en Y. verbindings optree net soos induktors, IPTG en TMG word gebruik om die beheer van 'n laktose operon bestudeer begin.

Regstellende aksie elemente

Hul identifikasie word veroorsaak diauksiey. Die essensie van hierdie verskynsel is dat die benutting van laktose begin net ná die gebruik van alle beskikbare glukose in die medium. Diauksiya - een van die manifestasies van kataboliet onderdrukking. Hierdie effek is bekend uit glukose 40s. die vorige eeu. Dit word uitgedruk in E. coli onvermoë om koolhidrate verskillende in die teenwoordigheid van glukose catabolize. Sy het op sy beurt, tree op as 'n meer doeltreffende bron van energie.

Die meganisme van die effek

Dit kan ontsyfer Pastan en Perlman. Hulle het gevind dat die twee elemente wat getranskribeer lac- operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Dit is 'n klein molekule effektor - Kamp (sikliese adenosine monofosfaat) en aktiveerder proteïenkatabolisme ATS. In eukariote, die eerste tree op as 'n bemiddelaar van hormoonwerking. Daar is bevind dat die byvoeging van cAMP na E. coli selle, groei in 'n omgewing met die teenwoordigheid van glukose, stadiger sy spoed, maar dit is verwyder kataboliese onderdrukking. Dit op sy beurt, veroorsaak dat die moontlikheid van die uitdrukking van lac-operon in die gelyktydige teenwoordigheid van glukose en lactose. Na 'n ruk het 'n inverse verhouding is. Die aktiwiteit van die ensiem cAMP sintese geïnhibeer deur glukose.

gevolgtrekking

Transkripsie van die operon is onder dubbele kontrole - negatiewe en positiewe. CAP-cAMP kompleks in staat stel om die RNA-polimerase om toegang tot die sjabloon DNA voor verwerking. Tans, wetenskaplikes ontsyfer die volledige nukleotied ketting van die regulerende omgewing van die lac-operon, waarin daar 'n operateur en promotor. Verder, in 1969, was sy toegekende sy suiwer DNA-fragment bevat lac 1 promotor en ten volle operateur volgorde, lac Z en lac Y. fragment In die studie is bevind dat 'n beduidende rol in die interaksie van multimeric proteïene met DNA behoort simmetriese strukture - palindroom . Die lac-operon operateur van hul huidige 26. Terselfdertyd 14 van hulle is verskillende spesifisiteit. Verskillende kettings lees hulle dieselfde, maar in die teenoorgestelde rigting. Palindroom geïdentifiseer in die promotor gedeelte en interaksie met 'n kompleks van cAMP-CAP.