МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів
Контакти
Тлумачний словник Авто Автоматизація Архітектура Астрономія Аудит Біологія Будівництво Бухгалтерія Винахідництво Виробництво Військова справа Генетика Географія Геологія Господарство Держава Дім Екологія Економетрика Економіка Електроніка Журналістика та ЗМІ Зв'язок Іноземні мови Інформатика Історія Комп'ютери Креслення Кулінарія Культура Лексикологія Література Логіка Маркетинг Математика Машинобудування Медицина Менеджмент Метали і Зварювання Механіка Мистецтво Музика Населення Освіта Охорона безпеки життя Охорона Праці Педагогіка Політика Право Програмування Промисловість Психологія Радіо Регилия Соціологія Спорт Стандартизація Технології Торгівля Туризм Фізика Фізіологія Філософія Фінанси Хімія Юриспунденкция |
|
|||||||
Лактозний оперон - приклад індуцибельних оперонівПриклади оперонів Конститутивні гени і білки Проте перш ніж звернутися до оперонів, відмітимо: подобним чином регулюється активність далеко не усіх генів. Багато генів є конститутивними, тобто увесь час знаходяться в активному стані, і швидкість їх транскрипції не піддається виборковійрегуляції (хоча і може змінюватись у зв'язку із зміною загального стану клітини). Такі гени кодують білки (у т. ч. ферменти), постійно необходні клітині. Ці білки (як і гени) теж називаються конститутивними. Для кишкової палички до подібних білків відносяться наприклад, ферменти метаболізму глюкози. Але швидкість транскрипції різних конститутивних генів може не співпадати. Цьому може бути декілька причин. а) Одна з них - різна спорідненість промоторів до РНК-полімерази або, як то кажуть, різна "сила" промоторів. У деяких конститутивних генів промотор має високу спорідненість до РНК-полімерази (тобто є "сильним"). По цьому тут молекули РНК полімерази зв'язуються з промотором часто, чому за одиницю часу утворюється велике кількість копій мРНК. У промоторів інших генів невисока спорідненість до РНК-полімеразі. Відповідно, молекули цього ферменту зв'язуються рідко, і утворюється значно менше копій мРНК. б) Друга можлива причина заключається в самій РНК-полімеразі. Як буде сказано пізніше, одна з її субодиниць (т. з. сигма фактор) служить для впізнавання промоторів, виступає як спрощений аналог загальних чинників транскрипції еукаріот. У різних умовах існування клітини бактерії утворюються сигма-фактори, що впізнають різні промотори. Так, особливі сигма-фактори відповідають звичайним умовам, азотному голодуванню, тепловому шоку і стану споруляції. У кожному з цих випадків РНК-полімераза зв'язується з промоторами одних генів і не зв'язується з промоторами інших генів. Таким чином, у бактерій використовуються два принципових способи регуляції експресії генів : · регуляція зв'язування РНК-полімерази з промоторами (за рахунок природи промотора, природи сигма-фактора РНК-полімерази, а також, як ми побачимо на прикладі лактозного оперону, спеціального білку САР); · регуляція переміщення РНК-полімерази, що зв'язалася, від промотора до власне генам (при "чисто" оперонному механізмі регуляції). Лактозний оперон цікавий тим, що тут в одній регуляторній системі використовуються відразу обоє тільки що названих принципових підходи - регуляція і зв'язування РНК-полімерази, і її переміщення через оператор. Причому, існують і інші оперони зі схожим принципом організації. Усі вони є індуцибельними і усі контролюють розпад (катаболізм) поступаючих ззовні поживних речовин. В той же час не для усіх таких речовин є оперонний принцип регуляції, наприклад глюкоза. Отже, звернемося до лактозного оперону. Схема лактозного оперону: Пр –промотор, О- оперон, С-СДР (білковий оператор катаблізму), Е- РНК-полімераза, Rл – репресор лактозного оперона, F1 – β-галактозідаза, Е2 – пермеаза, Е3 – трансацетилаза, АЦ – аденінлатциклази. Він включає три гена. З них перші два кодують ферменти утилізації лактози : пермеазу і β-галактозідазу. Пермеаза потрібна для проникнення лактози із зовнішнього середовища в клітину. Навіть при "вимкненому" опероні є невелика кількість пермеази. Тому при появі в зовнішньому середовищі лактози якась кількість її може проникати всередину і робити сигнальну дію на лактозний оперон. Другий фермент - β-галактозідаза - каталізує розпад лактози на глюкозу і галактозу. Останні далі вступають в катаболічні перетворення, що забезпечуються конститутивними ферментами. При "вимкненому" опероні є невелика активність і цього ферменту. Це важливо тому, що паралельно з основною реакцією (гідролізом лактози) відбувається і побічна - ізомеризація лактози в аллолактозу (де галактоза і глюкоза сполучені не 1,4-, а 1,6-глікозидним зв'язком). І саме аллолактоза, а не лактоза, є регулятором активності оперону. Конкретно, аллолактоза, з'являючись в клітині за наявності в зовнішньому середовищі лактози, зв'язується з лактозним репресором. Цей білок кодується спеціальним геном, має 4 субодиниці і у відсутність аллолактози зв'язується з оператором лактозного оперону, блокуючи транскрипцію генів оперону. Аллолактоза ж, зв'язуючись з репрессором, знижує його спорідненість до оператора, що деблокує гени. Таким чином, при появі поза клітиною лактози відбувається активація лактозного оперону і інтенсивне утворення в клітині ферментів утилізації лактози. Але це має місце тільки тоді, коли в зовнішньому середовищі немає глюкози. Якщо ж там досить глюкози, то біологічного сенсу у використанні лактози вже немає. Відповідно до цього, глюкоза перешкоджає активації лактозного оперону навіть у присутності великих кількостей лактози. Досягається це шляхом впливу на зв'язування PHK -полімерази з промотором. Річ у тому, що промоторна область в лактозном опероні (і в схожих з ним оперонах) ширша, ніж зазвичай, і здатна зв'язувати не лише РНК-полімеразу, але і особливий білок CAP (catabolite gene activator protein), білковий активатор катаболізму. У відсутність САР РНК-полімераза дуже погано зв'язується з промотором лактозного оперону, а САР змінює структуру промотора різко підвищуючи його спорідненість до РНК-полімерази. По суті, САР відіграє у бактерій приблизно ту ж роль, що загальні чинники транскрипції у еукариот. Тільки САР потрібний для діяльності лише деяких оперонів, тоді як загальні чинники транскрипції - для функціонування будь-якого гена еукариот. Зв'язування САР з промотором відбувається, тільки якщо САР знаходиться в комплексі з циклічним АМФ (цАМФ). Останній утворюється з АТФ під впливом фермента аденінлатциклази. У відсутність глюкози активність аденінлатциклази висока, в клітині - достатня концентрація цАМФ, тому САР пов'язаний з лактозним промотором, до якого легко приєднується РНК-полімераза. У цих умовах активності оперону залежить тільки від того, вільний або ні оператор, тобто від наявності в зовнішньому середовищі лактози. Якщо ж є глюкоза, то активність аденінлатциклази виявляється пониженою, тому у результаті промотор залишається без САР і практично втрачає спорідненість до РНК-полімерази. Лактозний оперон не функціонує, а в якості поживного субстрата використовується глюкоза. Досі ми згадували два ферменти лактозного оперона - пермеазу і β-галактозідазу. Третій ген оперон кодує трансацетилазу - фермент, що каталізує in vitro ацетилювання тіогалактозіда. Чи має трансацетилаза будь-яке відношення до обміну лактози і чому її ген знаходиться в лактозном опероні, неясно. Читайте також:
|
||||||||
|