Operon - რა არის ეს?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon მოდელი იყო პირველი მიერ შემოთავაზებული J. მონო და F. იაკობი. 1961 წელს მათ შეისწავლეს პროცესები განვითარების E. coli უჯრედები. კერძოდ შევისწავლეთ კონტროლის მექანიზმების დნმ სეგმენტების კოდირების რძის შაქარი (ლაქტოზა).

აღწერა

მონო და იაკობ შემოთავაზებული სქემა კოორდინირებული მართვის სტრუქტურული მონაკვეთზე დნმ. მეცნიერები მისცა მას სახელი "Operon". схемы следующий. მუშაობის პრინციპი ჩართვა ასეთია. მოწყობა ჯგუფი დნმ sequences კოდირების პოლიპეპტიდებს რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან ოპერატიულად აკონტროლებს ორი ელემენტები. პირველი არის კონტროლერი, და მეორე - ოპერატორი. ეს უკანასკნელი წარმოდგენილია nucleotide თანმიმდევრობით მიმდებარე აკონტროლებს სტრუქტურული ნაწილი. იმ შემთხვევაში, თუ ცილის კომპრესორი, მის ერთგულებას ოპერატორი დაბლოკავს დნმ ტრანსკრიპციის ერთეული მოქმედებს, როგორც კონტროლის პროდუქტი. ეს, თავის მხრივ, არის წინაპირობა ფორმირების steric დაბრკოლება RNA პოლიმერაზული ნაერთის კონკრეტული ნაწილი პრომოუტერი. ეს უკანასკნელი აუცილებელია, დაიწყოს ტრანსკრიფციით. სხვა განვითარებულ მოვლენებს იქნება იმ შემთხვევაში, თუ მარეგულირებელი აქტების apoinduktor. ამ სიტუაციაში, მისი კავშირი ოპერატორის პირობების შექმნა ტრანსკრიფციით.

სპეციფიკა

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - a დნმ, რომელიც შედგება მჭიდროდ დაკავშირებული კოდირების რეგიონებში, პრომოუტერი და ოპერატორს. მაკონტროლებელი ელემენტს შეიძლება მდგომარეობაში შემდეგ იგი ან გარკვეული მანძილი. ოპერატორი ხშირად შორის სტრუქტურული საიტებზე და პრომოუტერი. არსებობს დაბალმოლეკულური ნივთიერება, რომელიც შეიძლება მიერ კონტროლირებად Operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. ეს, კერძოდ, effectors რომლებიც ან ინდუქტორების krepressorami სტრუქტურული სექციები ჩართვა.

კლასიფიკაცია

გამოწვეული ან რეპრესირებული Operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. ეს დამოკიდებულია ბუნების გავლენა მათი საქმიანობის effector მოლეკულების. ჩვენ გამოწვეული სტრუქტურების უერთდება repressor დაბლოკვით სავალდებულო ოპერატორს. შესაბამისად, არ არსებობს დაბრკოლებები ტრანსკრიპციის სტრუქტურული სექციები. называется негативной. ამგვარი რეგულირება ჰქვია უარყოფითი operons. თუმცა, სტრუქტურა შეიძლება გამოწვეული პოზიტიური კონტროლი. ამ შემთხვევაში, effector ავალდებულებს, რომ მარეგულირებელი ცილის მოლეკულის, გააქტიურების მისი apoinduktor. გაწევრიანება ოპერატორი, ეს საშუალებას ტრანსკრიფციით. ეს კონტროლის სახეებს, იმოქმედოს და პატივისცემა რეპრესირებული სტრუქტურებში. იმ შემთხვევაში, თუ უარყოფითი რეგულირება, effector, მოქმედებს როგორც corepressor დაკავშირებული არააქტიური repressor და ააქტიურებს მას. შედეგად, ეს უკანასკნელი მიღწევების უნარი დოკის ოპერატორი, რითაც ბლოკავს ტრანსკრიფციით. იმ შემთხვევაში, თუ დადებითი კონტროლი, სავალდებულო ხდება აქტიური apoinduktorom. ეს კომპლექსი არ შეიძლება იყოს დაკავშირებული ოპერატორს. შესაბამისად, სტრუქტურული ნაწილი არ ჩაიწერება.

შედეგები

უარყოფითი კონტროლი, რითაც effector ავალდებულებს repressor, რამაც ინაქტივაციის ან აქტივაციას. შესაბამისად, გამოწვეული ან რეპრესირებული ტრანსკრიპციის Operon. იმ შემთხვევაში, თუ დადებითი კონტროლი, კავშირი გააკეთა apoinduktoru. ეს პროცესი საშუალებას ან ბლოკის ტრანსკრიფციით. შედეგი დამოკიდებულია ფორმა, რომელიც იძენს apoinduktor როდესაც ერთვის effector.

სტრუქტურა Operon E.coli

In E. coli არსებობს სტრუქტურა, რომელსაც უნარი აფერმენტებენ ლაქტოზას. იგი მოიცავს პრომოუტერი და ოპერატორი სამ სტრუქტურულ დნმ ნაწილი. კოდირების დაუცველი gengalaktozidaza ფერმენტების galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. თითოეული მათგანი აქვს საკუთარი გენი. Operon მოიცავს ნაწილი lac Z, lac A, lac Y. წარმოშობის კოდირებას gengalaktozidazu შეასრულეს ლაქტოზას გლუკოზის და გალაქტოზის. Lac Y ურთიერთქმედებს galaktozidpermeazoy. ეს ფერმენტი უზრუნველყოფს სატრანსპორტო სხვადასხვა შაქარი. Lac კოდირებას tiogalaktozidtransatsetilazu. მისი როლი, თუმცა, არ არის ნათელი პროცესში არსებითად რძის შაქარი. როგორც წესი, ყველა ცილა აღმოაჩინეს უჯრედების Escherichia coli ქარი. თუმცა, როცა გაიზარდა მისი გარემო, სადაც ერთადერთი ნახშირბადის და ენერგიის წყაროს მოქმედებს ლაქტოზას, ფერმენტების რაოდენობის იზრდება 1000-ჯერ.

დამფუძნებელი სინთეზი

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. ლაქტოზა Operon მოიცავს სტრუქტურული ნაწილი lac 1. ისინი კოდირებით repressor ცილის. აქტიური სახელმწიფო, ეს არის tetramer, რომელიც ჩამოყალიბდა ოთხი ეგზემპლარი ნაწილი lac 1 - პოლიპეპტიდური მოიცავს 360 ამინომჟავას. უჯრედები ცვლილებები ამ გენის სინთეზის შემადგენელი ცილები კოდირებით lac Z, Y და ა ამ შემთხვევაში, ეს შესაძლებელია, თუ არ არის მხოლოდ მუტაციების repressor, მაგრამ განცხადებაში. ასეთი ცვლილებები ყოველთვის დსთ-დომინანტური. ეს არის იმის გამო, რომ ოპერატორი, როგორც ეწინააღმდეგებოდა repressor, შეიძლება გავლენა შესაძლებლობა ტრანსკრიპციის მხოლოდ მაშინ, როცა მდებარეობს სიახლოვეს პრომოუტერი. თუ იმყოფება საკანში გამოწვეული ნაერთების, ისინი ოპერატორი კონკურსის repressor მოლეკულა.

inductors

ისინი შეიძლება იყოს სხვადასხვა კავშირები. ლაქტოზა მოქმედებს როგორც inducer და როგორც სუბსტრატს. ნორმალურ უჯრედებში და არარსებობის გამოწვეული ნარჩენი აქტივობის ნაერთების უზრუნველყოფს შესაძლებლობა penetration ლაქტოზას უმნიშვნელო რაოდენობით. შედეგად კატალიზური რეაქციის ლაქტოზა გარდაიქმნება allolactose. მან, თავის მხრივ, ავალდებულებს, რომ repressor და იწვევს ის მიმდინარეობს გათიშული ოპერატორს. ეს საშუალებას აძლევს RNA პოლიმერაზული to პრომოუტერი dock. ეს დაიწყება ტრანსკრიპციის lac Z, და Y. ნაერთები მოქმედებს მხოლოდ როგორც inductors, IPTG და TMG გამოიყენება შესწავლა კონტროლი ლაქტოზას Operon.

დამამტკიცებელი სამოქმედო ელემენტები

მათი იდენტიფიკაცია გამოწვეულია diauksiey. არსი ამ მოვლენას, რომ გამოყენების ლაქტოზას იწყება მხოლოდ მას შემდეგ გამოყენების ყველა არსებული გლუკოზის საშუალო. Diauksiya - ერთი გამოვლინებები catabolite რეპრესიები. ეს ეფექტი ცნობილი გლუკოზის 40s. გასული საუკუნის. ეს გამოიხატება E. coli უუნარობა catabolize ნახშირწყლები სხვადასხვა თანდასწრებით გლუკოზის. მან, თავის მხრივ, მოქმედებს, როგორც უფრო ეფექტური ენერგიის წყარო.

მექანიზმი ეფექტი

ეს შეიძლება გაშიფვრა Pastan და Perlman. მათ აღმოაჩინეს ორი ელემენტები, რომლებიც ჩაიწერება lac- Operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. ეს არის პატარა მოლეკულა effector - ბანაკი (ციკლური adenosine მონოფოსფატის) და აქტივატორის ცილის catabolism ATS. In eukaryotes, პირველი შუამავლის ჰორმონის action. აღმოჩნდა, რომ დამატებით ბანაკში E. coli უჯრედები, იზრდება გარემოს თანდასწრებით გლუკოზის, decelerates მისი სიჩქარე, მაგრამ ეს არ არის აღებული catabolic რეპრესიები. ეს, თავის მხრივ, იწვევს შესაძლებლობა გამოხატულება lac-Operon ერთდროულად თანდასწრებით გლუკოზის და ლაქტოზას. გარკვეული დროის შემდეგ უკვე შებრუნებული ურთიერთობისათვის. საქმიანობის ფერმენტის ცამფ სინთეზი ინჰიბირდება გლუკოზის.

დასკვნა

ტრანსკრიპციის Operon ქვეშ ორმაგი კონტროლი - დადებითი და უარყოფითი. CAP-ბანაკის კომპლექსის საშუალებას RNA პოლიმერაზული დაკავშირება template დნმ ადრე დამუშავება. ამჟამად, მეცნიერები გაშიფრა სრული nucleotide ჯაჭვის მარეგულირებელი რეგიონში lac-Operon, რომელშიც არ არის ოპერატორი და პრომოუტერი. უფრო მეტიც, 1969 წელს, იგი გამოყოფილი მისი სუფთა დნმ ფრაგმენტის შემცველი lac 1 პრომოუტერი და სრულად ოპერატორი თანმიმდევრობით, lac Z და lac Y. ფრაგმენტი სასწავლო აღმოჩნდა, რომ მნიშვნელოვანი როლი ურთიერთქმედების multimeric ცილა დნმ ეკუთვნის სიმეტრიული სტრუქტურის - palindrome . Lac-Operon ოპერატორი მათ დღემდე 26 ამავე დროს, 14 მათგანი განსხვავებული სპეციფიკა. სხვადასხვა ჯაჭვების კითხულობენ იგივე, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით. Palindrome განსაზღვრული promoter ნაწილი და ინტერაქციაში კომპლექსი ბანაკში CAP.