Ce operon este?

Model operațional

descriere

Mono și Jacob au propus o schemă de control coordonat asupra activității secțiunilor structurale de ADN. Oamenii de știință i-au dat numele "operon ". Principiul funcționării schema este după cum urmează. Transcrierea unui grup de regiuni ADN care codifică polipeptide care sunt strâns legate între ele funcțional este controlată de două elemente. Primul este autoritatea de reglementare, iar al doilea este operatorul. Acesta din urmă este reprezentat de o secvență de nucleotide adiacente regiunilor structurale controlate. Dacă produsul regulatorului este un compresor proteic, atașamentul acestuia la operator va bloca transcrierea legăturilor ADN. Aceasta, la rândul său, este o condiție prealabilă pentru formarea de obstacole sterice pentru cuplarea ARN polimerazei la un situs promotor specific. Acesta din urmă este necesar pentru inițierea transcrierii. Alte evoluții vor apărea dacă apoinductorul acționează ca regulator. În această situație, legătura cu operatorul va crea condiții pentru transcriere.

specificitate

Este operonul o secvență ADN care constă din regiuni de codare strâns legate, un promotor și un operator. Elementul de comandă poate fi amplasat lângă el sau la o anumită distanță de acesta. Operatorul este adesea localizat între secțiunile structurale și promotor. Există substanțe cu greutate moleculară mică care pot fi controlate Operon. aceasta în special, efectori, care sunt inductori sau capsatori ai secțiunilor structurale incluse în schemă.

clasificare

Este inducibil sau represiv Operon. Asta este depinde de natura efectului asupra moleculelor efectoare asupra activității lor. În structurile induse, el este atașat la represor, blocând legarea la operator. În consecință, există obstacole pentru transcrierea siturilor structurale. Așa reglementarea operonilor se numește negativă. În același timp, structurile induse pot fi controlate pozitiv. În acest caz, efectorul se leagă de molecula de proteină reglatoare, activând apoinductorul său. Se alătură operatorului, oferă posibilitatea transcrierii. Aceste tipuri de control se aplică și în cazul structurilor reprimate. Dacă regulamentul este negativ, efectorul care acționează ca corepresor este conectat la represorul inactiv și îl activează. Ca rezultat, acesta din urmă are capacitatea de a acosta cu operatorul, blocând astfel transcripția. Dacă controlul este pozitiv, legarea are loc cu apoinducerul activ. Acest complex nu se poate conecta la operator. În consecință, zonele structurale nu sunt transcrise.

constatări

Prin control negativ, astfel, efectorul este conectat la represor, provocând inactivarea sau activarea. În consecință, transcrierea operonului este indusă sau reprimată. În cazul unui control pozitiv, conexiunea se face la apoinductor. Acest proces blochează sau permite transcrierea. Rezultatul depinde de forma pe care apoinductorul o primește atunci când este atașată la efector.

Structura operonului E. coli

E. coli are o structură capabilă să fermenteze zahărul din lapte. Acesta include un promotor, un operator și trei secțiuni structurale de ADN. Sunt enzime enzime de gangalactozidază, galactozidă permează, transacetilază de tiogalactozidă. Pentru fiecare dintre ele există o genă. Operonul include locurile lac Z, lac A, lac Y. Primul codifică gengalactozidaza, care catalizează zahărul din lapte la glucoză și galactoză. Lacul Y interacționează cu permeaza galactozidică. Această enzimă asigură transportul diferitelor zaharuri. Lac A codifică transacetilaza de tiogalactozidă. Rolul său, însă, în procesul de utilizare a zahărului din lapte nu este clar. De regulă, toate proteinele sunt în celulele Escherichia coli în cantități mici. Dar atunci când cresc într-un mediu în care lactoza acționează ca singura sursă de energie și carbon, numărul de enzime crește de 1000 de ori.

Sinteza constituțională

Lactoză operon include secțiunea structurală lac 1. Este codificată o proteină represor. În stare activă, este un tetramer, care este format din patru exemplare ale polipeptidelor lac 1, inclusiv 360 de aminoacizi. Celulele cu modificări în această gena sunt constitutive pentru sinteza proteinelor codificate de lac Z, Y și A. Această situație este posibilă cu mutații nu numai în represor, dar și în operator. Astfel de schimbări sunt întotdeauna cis-dominante. Acest lucru se datorează faptului că operatorul, spre deosebire de represor, poate influența posibilitatea transcrierii numai dacă se află în imediata vecinătate a promotorului. Dacă există celule induse în celulă, aceștia intră în competiție cu operatorul pentru moleculele de represor.

inductoare

Acestea pot fi conexiuni diferite. Zahărul din lapte acționează simultan ca un inductor și substrat. În celulele normale și în absența compușilor indus, activitatea reziduală a enzimelor permite penetrarea lactozei în cantități minime. Ca rezultat al reacției catalitice, zahărul din lapte este transformat în alolactoză. El, la rândul său, comunică cu represorul și provoacă deconectarea de la operator. Acest lucru permite polimerazei ARN să se așeze împreună cu promotorul. Ca rezultat, se declanșează transcripția lac Z, A și Y. Compușii care acționează numai ca inductori sunt IPTG și TMG utilizați pentru a studia controlul operonului lactoză.

Elemente pozitive

Detectarea lor se datorează diaxiei. Esența acestui fenomen este faptul că utilizarea zahărului din lapte începe numai după utilizarea tuturor glucozei prezente în mediu. Diaxia este una dintre manifestările represiunii catabolice. Acest efect de glucoză este cunoscut din anii 1940. în secolul trecut. Se exprimă prin incapacitatea E. coli de a cataboliza carbohidrați diferiți în prezența glucozei. Aceasta, la rândul său, acționează ca o sursă mai eficientă de energie.

Mecanismul efectului

A reușit să descifreze pe Pastan și pe Perlman. Ei au descoperit două elemente care sunt transcrise de lac-Operon. Asta este o moleculă mică - efector - cAMP (adenozin monofosfat ciclic) și un activator proteic al catabolismului CAB. În eucariote, primul acționează ca mediator al acțiunii hormonilor. Sa constatat că atunci când se adaugă cAMP la celulele de Escherichia coli care cresc într-un mediu cu prezența de glucoză, viteza acestora încetinește, dar în același timp se elimină represiunea catabolică. Aceasta, la rândul său, determină posibilitatea exprimării operonului lac în prezența simultană a lactozei și a glucozei. După un timp, a fost dezvăluită o relație inversă. Activitatea enzimei care sintetizează cAMP este suprimată de glucoză.

concluzie

Transcrierea operonului este sub control dual - negativ și pozitiv. complex CAP-cAMP permite ARN polimerazei să se conecteze la ADN-ul matriță înainte de procesare. In prezent, oamenii de știință descifrată lanțul complet de nucleotide a regiunii de reglementare a LAC-operonului, în care există un operator și promotor. Mai mult decât atât, în 1969, a fost alocată fragmentul său ADN pur conținând lac 1 promotor și complet secvență operator, lac Z și fragmentul Y. lac In cadrul studiului, sa constatat că un rol semnificativ în interacțiunea proteinelor multimerice cu ADN apartine structuri simetrice - palindrom . Operatorul LAC-operon a prezentei lor 26. În același timp, 14 dintre ele sunt specificitate diferite. În lanțuri diferite se citesc deopotrivă, dar în direcția opusă. Palindrome identificat în porțiunea promotor și care interacționează cu un complex de cAMP-CAP.