Operon - ni kitu gani?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon mfano kwa mara ya kwanza uliopendekezwa na J. Monod na F. Jacob. Mwaka 1961 wao kuchunguza taratibu zinazohusiana na maendeleo ya seli za E. koli. Hasa sisi alisoma utaratibu kudhibiti DNA makundi usimbaji sukari maziwa (lactose).

maelezo

Monod na Jacob mapendekezo mpango uratibu udhibiti wa sehemu ya kimuundo ya DNA. wanasayansi akampa jina "operon". схемы следующий. kanuni ya uendeshaji wa mzunguko ni kama ifuatavyo. Mpangilio kundi la DNA usimbaji polipeptidi kwamba ni karibu kuhusishwa na kila mmoja operatively kudhibitiwa na mambo mawili. kwanza ni mtawala, na wa pili - mwendeshaji. Mwisho inawakilishwa mpangilio wa nyukleotidi karibu na kudhibitiwa sehemu ya kimuundo. Kama protini-kujazia, kuzingatia yake ya operator watazuia DNA transcription vya vitendo kama bidhaa udhibiti. Hii, kwa upande wake, ni muhimu kwa ajili ya malezi ya vikwazo steric kwa RNA polima kiwanja kwa sehemu maalum ya promoter. mwisho ni muhimu kuanzisha transcription. Maendeleo Mengine itakuwa kesi, kama mdhibiti vitendo apoinduktor. Katika hali hii, uhusiano wake na operator itakuwa kujenga mazingira kwa transcription.

maalum

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - mlolongo DNA imeundwa kwa karibu wanaohusishwa coding mikoa, promota na mwendeshaji. Kudhibiti kipengele inaweza kuwa nafasi nzuri karibu na au kwa mbali baadhi ya kutoka humo. operator ni mara nyingi kati ya tovuti za kimuundo na promoter. Kuna chini Masi vitu, ambayo inaweza kudhibitiwa operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Hii, hasa, effectors ambayo ni inducers au krepressorami sehemu ya kimuundo ni pamoja na katika mzunguko.

uainishaji

Inasababishwa au repressed operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Inategemea na aina ya athari kwa shughuli zao kwa molekuli kichochezi. Sisi ikiwa miundo inajiunga hujifungilia za kuzuia kisheria kwa mwendeshaji. Kwa hiyo, kuna vikwazo transcription ya sehemu ya kimuundo. называется негативной. kanuni hizo inaitwa operons hasi. Hata hivyo, muundo inaweza kuwa ikiwa na udhibiti mzuri. Katika hali hii, kichochezi huungana na udhibiti wa protini molekuli, inleda apoinduktor yake. Kujiunga operator, inawezesha transcription. aina ya kudhibiti hizi huwa na heshima repressed miundo. Kama kanuni hasi, kichochezi, kazi kama corepressor, kushikamana na repressor inaktiv na activates yake. Matokeo yake, faida za mwisho uwezo wa kituo kwa na alama, hivyo basi kuzuia transcription. Kama kudhibiti chanya, kisheria hutokea kwa apoinduktorom kazi. tata hii haiwezi kushikamana na mwendeshaji. Kwa hiyo, sehemu ya kimuundo si transcribed.

matokeo ya utafiti

Katika kudhibiti hasi, hivyo kichochezi Yanahusu repressor, na kusababisha inactivation au uanzishaji. Kwa hiyo, ikiwa au repressed unakili wa operon. Katika kesi ya kudhibiti chanya, uhusiano ni kwa apoinduktoru. Utaratibu huu inaruhusu au vizuizi transcription. Matokeo yake inategemea aina ambayo hupata apoinduktor wakati masharti ya kichochezi.

muundo wa operon E.coli

Katika E. coli kuna muundo kuwa na uwezo wa ferment lactose. Inajumuisha promota na alama tatu miundo DNA sehemu. Usimbaji gengalaktozidaza wazi Enzymes galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Kwa kila mmoja wao ana jeni yake. operon inajumuisha sehemu lac Z, lac A, lac Y. Mwanzo husimba gengalaktozidazu kuchochea lactose glucose na galactose. Lac Y kuingiliana na galaktozidpermeazoy. enzyme hii hutoa usafiri wa sukari tofauti. Lac A husimba tiogalaktozidtransatsetilazu. nafasi yake, hata hivyo, si wazi katika mchakato wa kutupa sukari maziwa. Kwa kawaida, kila protini hupatikana katika seli za Escherichia coli katika kiasi kidogo. Hata hivyo, wakati kupandwa katika mazingira yake, ambapo pekee kaboni na chanzo cha nishati vitendo lactose, Enzymes idadi kukua mara 1,000.

Katiba ya awali

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Lactose operon ni pamoja miundo sehemu lac 1. Wao encoded hujifungilia protini. Katika hali ya kazi, ni tetramer, ambayo ni sumu ya nakala nne sehemu lac 1 - polipeptidi inahusu 360 amino asidi. Seli na mabadiliko katika jeni hii kwenye awali ya protini Katiba encoded lac Z, Y na A. Katika kesi hii, hili linawezekana kama kuna si tu mabadiliko katika repressor, lakini katika taarifa hiyo. Mabadiliko hayo ni daima cis-kubwa. Hii ni kutokana na ukweli kwamba alama, kinyume hujifungilia, inaweza kuathiriwa na uwezekano wa transcription tu wakati iko karibu na msimamizi. Kama sasa katika misombo kiini-ikiwa, wao kuja na operator katika ushindani wa repressor molekuli.

inductors

Wanaweza kuwa uhusiano tofauti. Lactose vitendo wote kama inducer na kama substrate. Katika seli ya kawaida na kutokana na kukosekana kwa ikiwa shughuli mabaki enzyme ya misombo hutoa uwezekano wa kupenya wa lactose kwa kiasi madogo. Kutokana na lactose kichocheo majibu ni kugeuza allolactose. Yeye, kwa upande wake, Yanahusu hujifungilia na husababisha kutoka kuwa disconnected kutoka operator. Hii inaruhusu RNA polima na msimamizi kituo. Hii itaanza unakili wa lac Z, A na Y. Maungano kaimu tu kama inductors, IPTG na TMG ni kutumika kujifunza udhibiti wa operon lactose.

mambo ya usawa wa kijinsia

vitambulisho vyao husababishwa diauksiey. kiini cha jambo hili ni kwamba matumizi ya lactose huanza tu baada ya matumizi ya glucose zote zilizopo katika kati. Diauksiya - moja ya maonyesho ya catabolite ukandamizaji. Athari hii inajulikana kutoka 40s glukosi. karne iliyopita. Ni ni walionyesha katika E. koli na kukosa uwezo wa catabolize wanga tofauti mbele ya glukosi. Yeye, kwa upande wake, vitendo kama chanzo bora zaidi cha nishati.

utaratibu wa athari

Inaweza decipher Pastan na Perlman. Waligundua mambo mawili ambayo zinavyonukuliwa lac- operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Hii ni ndogo molekuli kichochezi - cAMP (mzunguko triphosphate fosfeti) na activator protini ukataboli ATS. Katika eukaryotes, kwanza kazi kama mpatanishi wa homoni action. Ilibainika kuwa nyongeza ya cAMP kwa E. koli seli, kuongezeka katika mazingira na uwepo wa glukosi, decelerates kasi yake, lakini kuondolewa catabolic ukandamizaji. Hii, kwa upande, sababu ya uwezekano wa usemi wa lac-operon mbele samtidiga ya glucose na lactose. Baada ya muda imekuwa na uhusiano wa kinyume. shughuli ya awali ya enzyme cAMP kudhibitiwa na glukosi.

hitimisho

Transcription ya operon ni chini ya udhibiti mbili - hasi na chanya. CAP-cAMP tata itawezesha RNA polima kuungana na template DNA kabla ya usindikaji. Hivi sasa, wanasayansi kusomeka kamili nucleotide mlolongo wa mkoa udhibiti wa lac-operon, ambapo kuna ni alama na promoter. Aidha, katika mwaka wa 1969, yeye alikuwa zilizotengwa DNA yake safi kipande zenye lac 1 promota na kikamilifu mlolongo operator, lac Z na laki Y. kipande Katika utafiti ilibainika kuwa nafasi muhimu katika mahusiano ya protini multimeric na DNA ni miundo symmetrical - palindrome . lac-operon alama ya sasa wao 26. Wakati huo huo 14 kati yao ni tofauti maalum. minyororo mbalimbali walisoma hiyo lakini katika mwelekeo kinyume. Palindrome kutambuliwa katika promota sehemu na kutumia tata wa cAMP-CAP.