Operon - hvad er det?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon model blev først foreslået af J. Monod og F. Jacob. I 1961 undersøgte de processer, der er forbundet med udviklingen af E. coli-celler. Navnlig studerede vi de mekanismer, der styrer DNA-segmenter koder for mælkesukker (lactose).

beskrivelse

Monod og Jacob foreslået en ordning koordineret styring af de strukturelle sektioner af DNA. Forskerne gav det navnet "operon". схемы следующий. Princippet for driften af kredsløbet er som følger. Arrangement gruppe af DNA-sekvenser, der koder for polypeptider, der er tæt forbundet med hinanden operativt styres af to elementer. Den første er styreenheden, og den anden - operatøren. Sidstnævnte er repræsenteret nukleotidsekvens støder op til kontrollerede strukturelle dele. Hvis proteinet-kompressor, sin tilslutning til operatøren vil blokere DNA transkriptionsenheder fungerer som en kontrol produkt. Dette igen, er en forudsætning for dannelsen af de steriske hindringer for RNA-polymerase forbindelse til en specifik del af promotoren. Sidstnævnte er nødvendig for at initiere transkription. Andre udviklinger vil være tilfældet, hvis regulatoren fungerer apoinduktor. I denne situation, vil dens forbindelse til operatøren skabe betingelser for transkription.

Specificitet

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - en DNA-sekvens, der består af tæt forbundet kodende regioner, promotor og operatør. Styrende element kan være anbragt ved siden af det eller i en vis afstand fra den. Operatøren er ofte mellem strukturelle steder og promotoren. Der er lavmolekylære stoffer, der kan styres operonen. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Dette, i særdeleshed, effektorerne som inducerer eller krepressorami strukturelle sektioner inkluderet i kredsløbet.

klassifikation

Er induceret eller undertrykt operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Det afhænger af arten af den indvirkning på deres aktivitet af effektor molekyler. Vi inducerede strukturer det slutter repressoren ved at blokere binding til operatøren. Følgelig er der er hindringer for transkriptionen af de strukturelle sektioner. называется негативной. En sådan regulering kaldes negative operoner. Imidlertid kan strukturen induceres af den positive kontrol. I dette tilfælde er effektoren binder til et regulatorisk protein molekyle, aktiverer sin apoinduktor. Sammenføjning operatøren, den muliggør transkription. Disse styringsmuligheder handle og respekt undertrykt strukturer. Hvis den negative regulering, effektor, som corepressoren, forbundet med en inaktiv repressoren og aktiverer den. Som et resultat, sidstnævnte gevinster evnen til at forankre med operatøren, således blokerer transkription. Hvis den positive kontrol, binding forekommer med aktiv apoinduktorom. Dette kompleks kan ikke tilsluttes til operatøren. Derfor er strukturelle dele ikke transkriberet.

fund

I den negative kontrol, således effektor binder repressoren, hvilket bevirker inaktivering eller aktivering. Følgelig induceret eller undertrykt transkription af operonen. I tilfælde af en positiv kontrol, er forbindelsen lavet til apoinduktoru. Denne proces tillader eller blokerer transkription. Resultatet afhænger af den form, som erhverver apoinduktor når de er bundet til effektoren.

Strukturen af operonen E.coli

I E. coli er der en struktur med evnen til at fermentere lactose. Det omfatter promotoren og operatør tre strukturelle DNA-del. Kodning udsatte gengalaktozidaza enzymer galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. For hver af dem har sin egen gen. Operonet indeholder dele lac Z, lac A, lac Y. Origin koder gengalaktozidazu katalysere lactose til glucose og galactose. Lac Y interagerer med galaktozidpermeazoy. Dette enzym tilvejebringer transport af forskellige sukkere. Lac A koder tiogalaktozidtransatsetilazu. Dets rolle er imidlertid ikke klart, i færd med at bortskaffe mælkesukker. Typisk alle proteinerne fundet i celler af Escherichia coli i spormængder. Men når den dyrkes i dens miljø, hvor den eneste carbon- og energikilde virker lactose, enzymer, antal vokser 1000 gange.

konstitutiv syntese

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Lactoseoperonen omfatter en strukturel del lac 1. De kodede repressorprotein. I den aktive tilstand, er en tetramer, der er dannet af fire eksemplarer portion lac 1 - et polypeptid omfattende en 360 aminosyrer. Celler med ændringer i dette gen på syntesen af konstitutive proteiner kodet lacZ, Y og A. I dette tilfælde er det muligt, hvis der er ikke kun mutationer i repressoren, men i redegørelsen. Sådanne ændringer er altid cis-dominerende. Dette skyldes det faktum, at operatøren, i modsætning til en repressor, kan påvirkes af muligheden for transkription, når placeret i umiddelbar nærhed af promotoren. Hvis det findes i den celle-inducerede forbindelser, de kommer med en operatør i konkurrencen om repressormolekylet.

induktionsspoler

De kan være forskellige sammenhænge. Lactose virker både som inducer og som et substrat. I normale celler og i fravær af induceret resterende enzymaktivitet af forbindelserne tilvejebringer muligheden for indtrængning af lactose i mindre mængder. Som et resultat af den katalytiske reaktion lactose omdannes til allolactose. Han, til gengæld binder til repressoren og provokerer det i at blive afbrudt fra operatøren. Dette tillader RNA-polymerase til promotoren dock. Dette vil starte transskription af lac Z, A og Y. Forbindelser handler kun som spoler, IPTG og TMG bruges til at undersøge styring af en lactoseoperonen.

Affirmative action elementer

Deres identifikation er forårsaget diauksiey. Essensen af dette fænomen er, at udnyttelsen af lactose begynder først efter brug af alle tilgængelige glucose i mediet. Diauksiya - en af de manifestationer af catabolitrepression. Denne virkning er kendt fra glucose 40'erne. det sidste århundrede. Det udtrykkes i E. coli manglende evne til at katabolisere kulhydrater forskellige i nærvær af glucose. Hun, til gengæld virker som en mere effektiv energikilde.

Mekanismen af virkningen

Det kunne tyde Pastan og Perlman. De fandt de to elementer, der er transskriberet LAC operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Dette er et lille molekyle effektor - cAMP (cyklisk adenosinmonophosphat) og aktivator proteinkatabolisme ATS. I eukaryoter den første virker som en mediator af hormonvirkning. Det blev fundet, at tilsætning af cAMP til E. coli-celler, der vokser i et miljø med tilstedeværelsen af glucose, decelererer dens hastighed, men det fjernes katabolisk repression. Dette igen forårsager muligheden for ekspressionen af lac-operonen i samtidig tilstedeværelse af glucose og lactose. Efter nogen tid har været et omvendt forhold. Aktiviteten af enzymet cAMP-syntese inhiberes af glucose.

konklusion

Transkription af operonet er under dobbelt kontrol - negativ og positiv. CAP-cAMP kompleks muliggør RNA-polymerasen til at forbinde til template-DNA'et før bearbejdning. I øjeblikket forskere autentificeret fuldstændig nukleotidkæde af den regulatoriske region af lac-operonen, hvor der er en operatør og promotor. Desuden i 1969 blev hun tildelt sin rene DNA-fragment indeholdende lac 1-promotoren og fuldt operatorsekvens, lac Z og lac Y. fragment I undersøgelsen blev det konstateret, at en væsentlig rolle i interaktionen af multimere proteiner med DNA hører symmetriske strukturer - palindrom . Lac-operon operatør af deres nuværende 26. Samtidig 14 af dem er forskellig specificitet. Forskellige kæder de læser det samme, men i den modsatte retning. Palindrom identificeret i promotoren del og samvirker med et kompleks af cAMP-CAP.