Operon - co je to?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon model byl poprvé navržen J. Monod a F. Jacob. V roce 1961 byly zkoumány procesy spojené s vývojem buněk E. coli. Zejména jsme studovali mechanismy ovládající DNA segmenty kódující cukr mléka (laktóza).

popis

Monod a Jacob navrhla schéma koordinovaný kontroly strukturálních částí DNA. Vědci dal název „operon“. схемы следующий. Princip činnosti obvodu je následující. Uspořádání skupiny DNA sekvencí kódujících polypeptidy, které jsou úzce spojeny s navzájem operativně řízen dvěma prvky. Prvním z nich je řídící jednotka a druhá - provozovatel. Ten je reprezentován nukleotidové sekvence sousedící s kontrolovaných konstrukčních částí. Pokud je protein-kompresoru, jeho lpění na operátora bude blokovat DNA transkripční jednotky působí jako kontrolní produkt. To, podle pořadí, je nezbytným předpokladem pro vytvoření sterické překážky pro RNA polymerázu sloučeniny na určitou část promotoru. Ten je třeba pro zahájení transkripce. Další vývoj bude v případě, je-li regulátor chová apoinduktor. V takovém případě bude jeho spojení s operátorem vytvořit podmínky pro transkripci.

specifičnost

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - DNA sekvence, která se skládá z úzce spojené kódující regiony, promotor a operátor. Ovládacím prvkem může být umístěn vedle něj nebo v určité vzdálenosti od něj. Operátor je často mezi strukturálními míst a promotor. K dispozici jsou nízkomolekulární látky, které mohou být ovládány operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. A to zejména proto, efektory, které indukují nebo krepressorami konstrukční části zahrnuty do okruhu.

klasifikace

Indukuje nebo potlačovány operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Záleží na povaze dopadu na jejich aktivitu efektorových molekul. indukované jsme struktury se napojuje na represor blokováním vazby na provozovatele. V důsledku toho existují překážky bránící přepisu strukturálních sekcí. называется негативной. Taková regulace se nazývá negativní operony. Avšak struktura může být indukována pozitivní kontroly. V tomto případě je efektor se váže na regulační molekuly proteinu, aktivaci jeho apoinduktor. Spojování operátora, umožňuje transkripci. Tyto typy kontrolních jednat a respekt potlačil struktur. V případě, že negativní regulace, efektor, jako corepressor, spojené s neaktivním represor a aktivuje ho. Výsledkem je, že posledně uvedené získá schopnost zajet s operátorem, a tak blokovat transkripci. Pokud pozitivní kontrolu, vázání dochází s aktivním apoinduktorom. Tento komplex nelze připojit k operátorovi. V důsledku toho, konstrukční části nejsou přepsány.

zjištění

V negativní kontroly, tak efektor váže represor, což způsobuje deaktivaci nebo aktivaci. V souladu s tím, vyvolané nebo potlačeno transkripci operonu. V případě pozitivní kontroly, připojení k tomu, apoinduktoru. Tento proces umožňuje nebo blokuje transkripci. Výsledek závisí na formě, která získá apoinduktor po připojení k efektoru.

Struktura operonu E. coli

V E. coli je struktura, která má schopnost fermentovat laktózu. To zahrnuje promotor a operátor tři strukturální DNA část. Kódování exponované gengalaktozidaza enzymy galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Pro každý z nich má svůj vlastní gen. Operon obsahuje části lac Z, A, lac lac Y. Původ kóduje gengalaktozidazu katalyzovat laktózy na glukózu a galaktózu. Lac Y interaguje s galaktozidpermeazoy. Tento enzym zajišťuje dopravu různých cukrů. Lac kóduje tiogalaktozidtransatsetilazu. Jeho úlohou však není jasné, v procesu likvidace mléčného cukru. Obvykle všechny proteiny nalezené v buňkách Escherichia coli ve stopových množstvích. Avšak při růstu v jeho prostředí, ve kterém je jediný zdroj uhlíku a energie působí laktóza, enzymy číslo roste 1000 krát.

konstitutivní syntéza

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Laktóza operon obsahuje strukturní část lac 1. Jsou kódovaný represorový protein. V aktivním stavu, to je tetramer, který je vytvořen ze čtyř kopií část lac 1 - polypeptid obsahující 360 aminokyselin. Buňky se změnami v tomto genu na syntéze konstitutivních proteinů kódovaných lac Z, Y a A. V tomto případě je to možné v případě, že je nejen mutace v represoru, ale v prohlášení. Tyto změny jsou vždy cis-dominantní. To je způsobeno tím, že obsluha, na rozdíl od represor, může být ovlivněn možností transkripci pouze tehdy, když se nachází v těsné blízkosti promotoru. Pokud se ve sloučeninách buněk vyvolané, přicházejí s operátorem v soutěži o represoru molekuly.

tlumivky

Mohou být různé přípojky. Laktóza působí jak jako induktor a jako substrátu. V normálních buňkách a v nepřítomnosti indukované zbytkové enzymatické aktivity sloučenin poskytuje možnost pronikání laktózy v menších množstvích. V důsledku katalytické reakce laktózy přemění allolactose. On, podle pořadí, se váže na represor a provokuje ji z odpojení od operátora. To umožňuje RNA polymerázy na promotor doku. Spustí transkripci lac Z, A a Y. Sloučeniny působící pouze jako induktory, IPTG a TMG jsou používány ke studiu kontrolu nad operonu laktózy.

Afirmativní akční prvky

Jejich identifikace je způsobena diauksiey. Podstatou tohoto jevu je, že využití laktózy začne až po použití všech dostupných glukózy v médiu. Diauksiya - jedním z projevů katabolitů represe. Tento efekt je známý z glukózy 40s. minulého století. Je exprimován v E. coli neschopnosti katabolizovat sacharidy různé v přítomnosti glukózy. Ona zase působí jako efektivnější zdroje energie.

Mechanismus účinku

Mohlo by to rozluštit Pastan a Perlman. Zjistili, že dva prvky, které jsou transkribovány lac- operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. To je malá molekula efektoru - cAMP (cyklický adenosin monofosfát) a aktivátor katabolismu bílkovin ATS. V eukaryotech je první působí jako mediátor hormonů. Bylo zjištěno, že přidání cAMP do buněk E. coli, rostoucí v prostředí s přítomností glukosy, zpomaluje jeho rychlost, ale je odstraněno katabolické represi. To zase způsobí, že možnost exprese lac-operonu, za současné přítomnosti glukózy a laktózy. Po nějakém čase byl inverzní vztah. Aktivita syntézy enzymu cAMP je inhibována glukózy.

závěr

Transkripce operonu je pod dvojím řízením - negativní a pozitivní. CAP-cAMP komplex umožňuje RNA polymerázy pro připojení k DNA šablony před zpracováním. V současné době, vědci dešifroval kompletní nukleotidovou řetězec regulační oblasti lac-operonu, ve kterém je operátor a promotor. Kromě toho, v roce 1969, byla přidělena jeho čistý fragmentu DNA obsahujícího lac 1 promotor a plně operátorovou sekvenci lac Z a lac Y. fragment Ve studii bylo zjištěno, že významnou roli v interakci multimerních proteinů s DNA patří symetrické struktury - palindrom , Operátor lac-operon jejich současné 26. Ve stejné době 14 z nich se liší specifičnost. Různé řetězce čtou stejné, ale v opačném směru. Palindrom identifikovány v promotorové části a interakci s komplexem cAMP-CAP.