Ген-оператор

Cтраница 2

От гена-оператора зависит работа группы генов, программирующих синтез нескольких белков, в том числе р-галактозидазы. Если ген-оператор подавлен, репрессирован белком-репрессо-ром, то структурные гены не функционируют. Ген-оп ра-тор и подчиненные ему структурные гены образуют так называемый оперон. [16]

Схема оперона. [17]

От гена-оператора зависит работа группы генов, программирующих синтез нескольких белков, в том числе р-галактозидазы. Если ген-оператор подавлен, репрессирован белком-репрессо-ром, то структурные гены не функционируют. Ген-оператор и подчиненные ему структурные гены образуют так называемый оперон. [18]

Индуктор, вводимый в систему, соединяется с репрес-сором и переводит его в неактивную форму. Репрессор перестает действовать на ген-оператор, и оперон деблокируется, начинает работать. [19]

Схема индукции.| Схема репрессии. [20]

Из него видно, что ген-регулятор образует апорепрессор, превращающийся в репрессор только после связи с конечным продуктом реакций - корепрессором. Только в таком связанном виде репрессор блокирует ген-оператор и прекращает синтез фермента. [21]

Строение Lac-оперона. [22]

Эти гены кодируют р-галактозидазу, гидролизующую лактозу до глюкозы и галактозы, галактозидпермеазу, переносящую лактозу через клеточную мембрану, а также галактозидтрансацетилазу, переносящую ацетильный остаток с ацетил - КоА на галактозу. Кроме структурных генов, оперон содержит регуляторные последовательности: ген-оператор, примыкающий к З - по-следовательности структурного гена, и ген-регулятор, кодирующий белок-репрессор. К гену-оператору примыкает промотор - начальный сайт инициации транскрипции. Белок-репрессор, взаимодействуя с геном-оператором, частично блокирует область промотора. [23]

Ген-регулятор образует репрессор, блокирующий ген-оператор и тем самым предотвращающий формирование m - РНК на структурных генах. В присутствии эффектора ( индуктора) репрессор инактивируется и ген-оператор дает сигнал структурным генам начать работу. [24]

Схема репликации ДНК.| Схема действия репресеора в регуляции белкового синтеза. [25]

С одной стороны, биологическая активность репресеора подавляется эффектором ( индуктором), вследствие чего активируется ген-оператор ( рис. 23, а), с другой - репрессор продолжает оставаться неактивным, пока не соединится с соответствующим эффектором. [26]

Регуляция синтеза белка путем репрессии ( схема. Обозначения те же, что на. [27]

Одновременно ген-регулятор продолжает вырабатывать репрессор, но последний блокируется новыми молекулами лактозы, поэтому синтез фермента продолжается. Как только молекулы лактозы будут полностью расщеплены, репрессор освобождается и, поступив в ДНК, связывает ген-оператор и блокирует синтез мРНК, а следовательно, синтез 3-галактозидазы в рибосомах. [28]

Имеется здесь и ген-регулятор, вырабатывающий апорепрессор. Параллель с биосинтезом аргинина можно продолжить: если налицо имеется корепрессор, то он связывается с апорепрессором с образованием активного голорепрессора, который и здесь выключает ген-оператор, препятствуя передаче генетической информации, заключенной в структурных генах оперона. Отличие состоит в том, что корепрессор образуется при распаде глюкозы. В самом деле, зачем клетке в поте лица синтезировать ферменты для усвоения лактозы, если в ее распоряжении в избытке имеется глюкоза, которую она может реализовать с помощью своих конститутивных ферментов - они-то ведь всегда под рукой. [29]

В настоящее, время считают, что регуляции подвержены все или почти все этапы биосинтеза белков. Например, метаболиты и гормоны могут изменять сродство белков-репрессоров к регуляторным отделам ДНК; гормоны способны модифицировать активность метилаз, участвующих в биосинтезе рРНК; новообразованные белки способны активировать рибонукле-азы и тем самым ускорять распад своих мРНК и т.п. Согласно теории Жакоба и Моно, в биосинтезе белков у бактерий участвуют три типа генов: структурные гены, ген-оператор и ген-регулятор. Структурные гены определяют первичную структуру белков. Формирование мРНК начинается с промотора и далее распространяется вдоль оператора и контролируемых им структурных генов. Оператор и структурные гены называют опероном. Деятельность оперона контролируется геном-регулятором. Оперон и ген-регулятор находятся в разных участках цепи ДНК, поэтому связь между ними осуществляется с помощью белка-репрессора, синтезируемого по информации гена-регулятора. Если репрессор связан с геном-оператором, то РНК-по-лимераза не может синтезировать мРНК, а следовательно, не синтезируются и белки. Если ген-оператор свободен, процесс транскрипции возможен и информация структурных генов используется для синтеза белков. [30]

Страницы: 1 2 3 4