Operon - ano ito?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon modelo ay unang iminungkahi ng J. Monod at F. Jacob. Noong 1961 sila ay napagmasdan ang mga proseso na nauugnay sa pag-unlad ng E. coli cell. Sa partikular naming pinag-aralan ang mekanismo ng pagkontrol segment DNA encoding ang asukal ng gatas (lactose).

paglalarawan

Monod at Jacob ipinanukalang isang scheme co-ordinated sa kontrol ng mga istruktura na mga seksyon ng DNA. Ang mga siyentipiko ibinigay ito ang pangalan na "operon". схемы следующий. Ang prinsipyo ng operasyon ng circuit ay ang mga sumusunod. Arrangement na grupo ng mga DNA sequence encoding polypeptides na malapit na nauugnay sa bawat iba pang mga operatively kinokontrol sa pamamagitan ng dalawang elemento. Ang una ay ang controller, at ang pangalawang - ang operator. Ang huli ay kinakatawan nucleotide pagkakasunod-sunod katabi kontrolado istruktura bahagi. Kung ang protina-tagapiga, ang pagsunod sa operator ay harangan ang DNA transcription unit ay gumaganap bilang isang control produkto. Ito, sa turn, ay isang paunang kinakailangan para sa pagbuo ng steric hadlang para sa RNA polymerase compound sa isang tiyak na bahagi ng promoter. Ang huli ay kinakailangan upang simulan ang transcription. Iba pang mga developments ay ang kaso, kung ang regulator ay gumaganap apoinduktor. Sa situasyon na ito, ang mga koneksyon sa operator ay lumikha ng mga kondisyon para sa transcription.

pagtitiyak

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - isang DNA sequence na binubuo ng malapit na naka-link sa coding rehiyon, tagataguyod at operator. Pagkontrol ng elemento ay maaaring nakaposisyon sa tabi nito o sa isang tiyak na distansya mula dito. Ang operator ay madalas na pagitan ng structural site at mga tagataguyod. May mga mababang-molekular sangkap, na maaaring kinokontrol operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Ito, sa partikular, ang effector na inducers o krepressorami structural seksyon na kasama sa circuit.

pag-uuri

Ay sapilitan o repressed operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Ito ay depende sa mga katangian ng ang mga epekto sa kanilang mga gawain ng effector molecules. sapilitan Kami istruktura nito ay sumali sa repressor sa pamamagitan ng pagharang nagbubuklod sa operator. Alinsunod dito, may mga obstacles sa pagkasalin ng structural seksyon. называется негативной. Ang ganitong mga regulasyon ay tinatawag na mga negatibong operons. Gayunman, ang istraktura ay maaaring sapilitan sa pamamagitan ng positibong control. Sa kasong ito, ang effector binds sa isang regulatory protina Molekyul, pag-activate nito apoinduktor. Ang pagsali sa operator, ito ay nagbibigay-daan sa transcription. Ang mga uri ng kontrol kumilos at paggalang repressed istruktura. Kung ang mga negatibong regulasyon, effector, kumikilos bilang corepressor, konektado sa isang hindi aktibo repressor at aktibo ito. Bilang isang resulta, ang huli ang makakakuha ng kakayahan upang i-dock na may mga operator, kaya pagharang transcription. Kung ang positibong control, may-bisang nangyayari sa mga aktibong apoinduktorom. complex na ito ay hindi maaaring konektado sa operator. Bilang resulta, istruktura bahagi ay hindi na-transcribe.

napag-alaman

Sa negatibong control, kaya effector nagbubuklod sa repressor, na nagiging sanhi inactivation o pag-activate. Alinsunod dito, sapilitan o repressed pagkasalin ng operon. Sa kaso ng isang positibong control, koneksyon ay ginawa upang apoinduktoru. Ang prosesong ito ay nagbibigay-daan o mga bloke transcription. Ang resulta ay depende sa form na acquires apoinduktor kapag naka-attach sa effector.

Ang istraktura ng operon E.coli

Sa E. coli mayroong isang istraktura pagkakaroon ng kakayahan upang umasim lactose. Ito ay kinabibilangan ng mga tagataguyod at operator tatlong istruktura DNA bahagi. Coding nakalantad gengalaktozidaza enzymes galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Para sa bawat isa sa kanila ay may sariling gene. operon ay may kasamang bahagi lac Z, lac A, lac Y. Pinagmulan encodes gengalaktozidazu catalyzing ang lactose sa asukal at galactose. Lac Y nakikipag-ugnayan sa galaktozidpermeazoy. enzyme na ito ay nagbibigay ng transportasyon ng mga iba't ibang sugars. Lac Ang isang encodes tiogalaktozidtransatsetilazu. Ang papel nito, gayunpaman, ay hindi malinaw sa proseso ng pagtatapon ng gatas asukal. Karaniwan, ang lahat ng mga protina na natagpuan sa mga cell ng Escherichia coli sa bakas na halaga. Gayunman, kapag nasa hustong gulang na sa kanyang kapaligiran, kung saan ang nag-iisang carbon at enerhiya mapagkukunan ay gumaganap lactose, enzymes numero ay lumalaki 1000 beses.

konstityutibo synthesis

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Lactose operon ay nagsasama ng isang istruktura bahagi lac 1. Sila ay naka-encode repressor protina. Sa aktibong estado, ito ay isang tetramer, na kung saan ay binuo ng apat na kopya bahaging lac 1 - isang polypeptide binubuo ng 360 amino acids. Mga cell na may mga pagbabago sa gene na ito sa synthesis ng konstityutibo protina na naka-encode lac Z, Y at A. Sa kasong ito, ito ay posible kung mayroong hindi lamang mutations sa repressor, ngunit sa statement. Ang ganitong mga pagbabago ay palaging CIS-nangingibabaw. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga operator, na taliwas sa isang repressor, ay maaaring naiimpluwensyahan ng ang posibilidad ng transcription lamang kapag nasa malapit sa promoter. Kung naroroon sa mga cell-sapilitan compounds, ito ay may isang operator sa kompetisyon para sa mga repressor Molekyul.

inductors

Sila ay maaaring naiiba koneksyon. Lactose gawang parehong bilang isang inducer at bilang isang substrate. Sa mga normal na selula at sa kawalan ng sapilitan natitirang enzyme aktibidad ng compounds nagbibigay ang posibilidad ng pagpasok ng lactose sa menor de edad na halaga. Bilang isang resulta ng catalytic reaksyon lactose ay transformed sa allolactose. Siya, siya namang, binds sa repressor at provokes ito mula sa pagkaka-disconnect mula sa operator. Pinapayagan nito ang RNA polymerase sa tagataguyod dock. Ito ay magsisimula sa pagkasalin ng lac Z, A at Y. Compounds kumikilos lamang bilang inductors, IPTG at TMG ay ginagamit upang pag-aralan ang kontrol ng isang lactose operon.

Affirmative elemento ng pagkilos

Ang kanilang pagkakakilanlan ay sanhi diauksiey. Ang kakanyahan ng mga ito kababalaghan ay na ang paggamit ng lactose ay nagsisimula lamang pagkatapos ng paggamit ng lahat ng magagamit na asukal sa daluyan. Diauksiya - isa sa mga manifestations ng catabolite pagkakapigil. Ang epektong ito ay kilala mula sa glukosa 40s. huling siglo. Ito ay ipinahayag sa E. coli kawalan ng kakayahan upang catabolize iba't ibang sa presensya ng asukal carbohydrates. Siya, sa pagliko, ay gumaganap bilang isang mas mahusay na pinagkukunan ng enerhiya.

Ang mekanismo ng epekto

Ito ay maaaring maintindihan Pastan at Perlman. Sila ay natagpuan ang dalawang mga elemento na-transcribe na lac- operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Ito ay isang maliit na Molekyul effector - Camp (cyclic adenosine monophosphate) at activator protina catabolism ATS. Sa mga eukaryotes, ang unang gumaganap bilang isang tagapamagitan ng hormone na pagkilos. Ito ay natagpuan na ang karagdagan ng kampo sa E. coli cell, lumalaki sa isang kapaligiran na may ang presensya ng asukal, decelerates ang bilis, ngunit ito ay inalis catabolic pagkakapigil. Ito, sa turn, nagiging sanhi ng ang posibilidad ng pagpapahayag ng lac-operon sa sabay-sabay na pagkakaroon ng asukal at lactose. Pagkatapos ng ilang panahon ay naging isang kabaligtaran relasyon. Ang aktibidad ng enzyme kampo synthesis ay inhibited sa pamamagitan ng asukal.

konklusyon

Transcription ng operon ay sa ilalim ng dual control - negatibo at positibo. CAP-kampo komplikadong nagbibigay-daan sa RNA polymerase upang kumonekta sa template DNA bago ang pagproseso. Sa kasalukuyan, siyentipiko deciphered ang kumpletong nucleotide chain ng pangkontrol na rehiyon ng Lac-operon, kung saan mayroong isang operator at tagataguyod. Bukod dito, noong 1969, siya ay inilalaan nito purong DNA fragment na gumamit lac 1 tagataguyod at ganap na operator sequence, Lac Z at lac Y. fragment Sa pag-aaral na ito ay natagpuan na ang isang makabuluhang papel sa pakikipag-ugnayan ng multimeric protina na may DNA ay kabilang simetriko istraktura - palindromya . Ang lac-operon operator ng kanilang kasalukuyang 26. Kasabay nito 14 sa mga ito ay iba't-ibang pagtitiyak. Iba't ibang chain nilang basahin ang parehong ngunit sa kabaligtaran direksyon. Palindrome kinilala sa bahagi tagataguyod at nakikipag-ugnayan sa isang complex ng kampo-Cap.