Kaj je operon?

Operon model

Opis

Mono in Jacob predlagata shemo za usklajen nadzor nad delovanjem strukturnih delov DNA. Znanstveniki so ji dali ime "operon. "Načelo delovanja shema je naslednja. Transkripcijo skupine regij DNA, ki kodirajo polipeptide, ki so med seboj funkcionalno tesno povezani, nadzirajo dva elementa. Prvi je regulator, drugi pa operater. Slednje predstavlja zaporedje nukleotidov, ki mejijo na nadzorovane strukturne regije. Če je izdelek regulatorja beljakovinski kompresor, bo njena pritrditev na upravljavca blokirala transkripcijo povezav DNA. To je po drugi strani predpogoj za nastanek steričnih ovir za spajanje polimeraze RNK na specifično mesto promotorja. Slednje je potrebno za začetek prepisovanja. Drugi dogodki se bodo pojavili, če bo apoinduktor deloval kot regulator. V tej situaciji bo njegova povezava z operaterjem ustvarila pogoje za transkripcijo.

Specifičnost

Operon je sekvenca DNA, ki je sestavljena iz tesno povezanih področij kodiranja, promotorja in operaterja. Nadzorni element se lahko nahaja poleg njega ali na določeni razdalji od njega. Operater je pogosto nameščen med strukturnimi odseki in promotorjem. Obstajajo snovi z nizko molekulsko maso, ki jih je mogoče nadzorovati operon. To, zlasti efektorji, ki so induktorji ali spenjači strukturnih odsekov, vključenih v shemo.

Razvrstitev

Je inducibilna ali potisna operon. To je odvisno od narave učinka na njihovo delovanje efektorskih molekul. Pri induciranih strukturah je pritrjen na represor, ki blokira vezavo na operaterja. Zato obstajajo ovire za transkripcijo strukturnih mest. Takšen regulacija operonov se imenuje negativno. Istočasno so lahko inducirane strukture pod pozitivnim nadzorom. V tem primeru se efektor nanaša na regulatorno proteinsko molekulo, ki aktivira svoj apoinduktor. Vključitev operaterja omogoča možnost prepisovanja. Te vrste nadzora veljajo tudi za zatirane strukture. Če je regulacija negativna, je efektor, ki deluje kot jedro, povezan z neaktivnim represorjem in ga aktivira. Posledica tega je, da postane sposoben pristati z operaterjem, s čimer blokira transkripcijo. Če je kontrola pozitivna, se vezava pojavi pri aktivnem apoinduktorju. Ta kompleks se ne more povezati z operaterjem. Skladno s tem strukturna območja niso prepisana.

Sklepi

Z negativnim nadzorom je torej efektor povezan z represorjem, ki povzroči deaktivacijo ali aktiviranje. V skladu s tem je transkripcija operona inducirana ali potisnjena. V primeru pozitivnega nadzora se povezava izvede z apoinductorjem. Ta postopek blokira ali dovoljuje transkripcijo. Rezultat je odvisen od oblike, ki jo dobi apoinduktor, ko je pritrjen na efektor.

Struktura operona E. coli

E. coli ima strukturo, ki lahko fermentira mlečni sladkor. Vključuje promotorja, operaterja in tri strukturne dele DNA. Encimi gangalaktozidaze, galaktozid permeaze, tiogalaktozid transacetilaze so kodirani. Za vsakega od njih je gen. Operon vključuje mesta lac Z, lac A, lac Y. Prva kodira gengalaktozidazo, ki katalizira mlečni sladkor v glukozo in galaktozo. Lac Y interakcijo s peroksazo galaktozida. Ta encim zagotavlja prevoz različnih sladkorjev. Lac A kodira tiogalaktozid transacetilazo. Vendar njegova vloga pri uporabi mlečnega sladkorja ni jasna. Vsi proteini so praviloma v celicah Escherichia coli v sledovih. Toda če ga rastejo v okolju, kjer laktoza deluje kot edini vir energije in ogljika, število encimov raste 1000-krat.

Ustavna sinteza

Laktozni operon vključuje strukturni odsek lac 1. Kodiran je represivni protein. V aktivnem stanju, je tetramer, ki je tvorjen iz štirih izvodov odsek lac 1 - polipeptid, ki obsega 360 aminokislin. Celice s spremembami tega gena za sintezo konstitutivnih beljakovin kodiran lac Z, Y in A. V tem primeru je to mogoče, če je ne le mutacije v represorju, vendar v izjavi. Takšne spremembe so vedno cis-prevladujoče. To je posledica dejstva, da je subjekt, v nasprotju z represorju, lahko vplivajo na možnost prepisovanja le, če se nahajajo v neposredni bližini promotorja. Če prisotne v spojinah celicami inducirane, prihajajo z operaterja pri tekmovanju za molekule represorskim.

Induktorji

Lahko so različne povezave. Mlečni sladkor deluje hkrati kot induktor in kot substrat. V normalnih celicah in v odsotnosti induciranih spojin preostala aktivnost encimov omogoča penetracijo laktoze v minimalnih količinah. Kot rezultat katalitične reakcije se mlečni sladkor pretvori v alolaktozo. On nato komunicira s represorjem in povzroči odklop od upravljavca. To omogoča, da se polimeraza RNA poveže s promotorjem. Posledično se aktivira transkripcija lac Z, A in Y. Spojine, ki delujejo samo kot induktorji, sta IPTG in TMG, ki se uporabljajo za proučevanje kontrole laktoznega operona.

Pozitivni elementi

Njihovo odkrivanje je posledica diaksije. Bistvo tega pojava je, da se uporaba mlečnega sladkorja začne šele po uporabi vseh prisotnih glukoz v mediju. Diaxia je ena od manifestacij kataboličnega zatiranja. Ta učinek glukoze je znan že iz 1940-ih let. v prejšnjem stoletju. Izražena je v nezmožnosti E. coli, da v prisotnosti glukoze katabolizirajo različne ogljikove hidrate. Po drugi strani deluje kot učinkovitejši vir energije.

Mehanizem učinka

Bilo je sposobno dešifrirati Pastana in Perlmana. Ugotovili sta dva elementa, ki jih je prepisal lac-operon. To je majhna molekula-efektor - cAMP (ciklični adenozin monofosfat) in aktivator protein katabolizem ATS. V evkariontih prvi deluje kot posrednik delovanja hormonov. Ugotovljeno je bilo, da dodajanje cAMP v E. coli celice, ki rastejo v okolju s prisotnostjo glukoze, zavira njegovo hitrost, vendar pa se odstrani katabolno represijo. To pa povzroči, da je možnost izražanja lac-operon v hkratni prisotnosti glukoze in laktoze. Čez nekaj časa je bilo ugotovljeno obratno razmerje. Aktivnost sintezo encima cAMP inhibirana z glukozo.

Zaključek

Tranzicija operona je pod dvojnim nadzorom - negativna in pozitivna. CAP-cAMP kompleks omogoča RNA polimeraze povezati s šablonsko DNA pred obdelavo. Trenutno znanstveniki dešifrirati celotno nukleotidno verigo regulativnega regije LAK-operon, v katerem je operater in promotor. Še več, leta 1969, je bila dodeljena čisti fragment DNA, ki vsebuje lac 1 promotor in popolnoma sekvenco operater, lac Z in lac Y. fragment V študiji je bilo ugotovljeno, da pomembno vlogo pri interakciji multimeričnih proteinov z DNA pripada simetrični struktur - palindrom . Operater LAC-operon na njihovo sedanjo 26. Hkrati 14 od njih so različne specifičnosti. V različnih verigah se berejo enako, vendar v nasprotni smeri. Palindrom opredeljena v promotorja delu in interakcijo z kompleksa cAMP-SKP.