Operon - apa ini?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Model operon pertama kali diusulkan oleh J. Monod dan F. Jacob. Pada tahun 1961 mereka meneliti proses yang terkait dengan perkembangan sel-sel E. coli. Secara khusus kami mempelajari mekanisme pengendalian segmen DNA yang mengkode gula susu (laktosa).

deskripsi

Monod dan Jacob mengusulkan kontrol terkoordinasi skema bagian struktural DNA. Para ilmuwan memberinya nama "operon". схемы следующий. Prinsip operasi dari rangkaian tersebut adalah sebagai berikut. Kelompok susunan urutan DNA yang mengkode polipeptida yang berkaitan erat satu sama lain bedah dikendalikan oleh dua elemen. Yang pertama adalah controller, dan yang kedua - operator. Yang terakhir ini diwakili urutan nukleotida yang berdekatan dengan bagian struktural dikendalikan. Jika protein-kompresor, kepatuhan terhadap operator akan memblokir unit transkripsi DNA bertindak sebagai kontrol produk. Hal ini, pada gilirannya, merupakan prasyarat untuk pembentukan hambatan sterik untuk senyawa RNA polimerase untuk bagian tertentu dari promotor. Yang terakhir ini diperlukan untuk memulai transkripsi. Perkembangan lain akan terjadi, jika regulator bertindak apoinduktor. Dalam situasi ini, koneksi ke operator akan menciptakan kondisi untuk transkripsi.

kekhususan

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - urutan DNA yang terdiri dari terkait erat coding daerah, promotor dan operator. Mengontrol elemen dapat diposisikan sebelahnya atau pada jarak tertentu dari itu. Operator sering antara situs struktural dan promotor. Ada zat molekul rendah, yang dapat dikendalikan operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Ini, khususnya, efektor yang induser atau bagian struktural krepressorami termasuk dalam rangkaian.

klasifikasi

Diinduksi atau ditekan operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Hal ini tergantung pada sifat dari dampak pada aktivitas mereka molekul efektor. Kami diinduksi struktur itu bergabung represor dengan memblokir mengikat kepada operator. Dengan demikian, ada hambatan untuk transkripsi bagian struktural. называется негативной. Peraturan tersebut disebut operon negatif. Namun, struktur dapat dirangsang oleh kontrol positif. Dalam hal ini, effector mengikat molekul protein regulator, mengaktifkan apoinduktor nya. Bergabung operator, memungkinkan transkripsi. tipe kontrol ini bertindak dan menghormati ditekan struktur. Jika peraturan negatif, efektor, bertindak sebagai corepressor, terhubung dengan represor aktif dan mengaktifkan itu. Akibatnya, keuntungan yang terakhir kemampuan untuk dermaga dengan operator, sehingga menghalangi transkripsi. Jika kontrol positif, mengikat terjadi dengan apoinduktorom aktif. kompleks ini tidak dapat terhubung ke operator. Akibatnya, bagian struktural tidak ditranskrip.

temuan

Dalam kontrol negatif, sehingga efektor mengikat represor, menyebabkan inaktivasi atau aktivasi. Dengan demikian, diinduksi atau ditekan transkripsi operon. Dalam kasus kontrol positif, membuat sambungan ke apoinduktoru. Proses ini memungkinkan atau blok transkripsi. Hasilnya tergantung pada bentuk yang memperoleh apoinduktor ketika melekat effector.

Struktur E.coli operon

Dalam E. coli ada struktur memiliki kemampuan untuk memfermentasi laktosa. Ini termasuk promotor dan penyelenggara tiga bagian DNA struktural. Coding gengalaktozidaza terkena enzim galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Untuk masing-masing memiliki gen sendiri. operon termasuk bagian lac Z, lac A, lac Y. Asal mengkodekan gengalaktozidazu mengkatalisis laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Lac Y berinteraksi dengan galaktozidpermeazoy. Enzim ini menyediakan pengangkutan gula yang berbeda. Lac A mengkodekan tiogalaktozidtransatsetilazu. perannya, bagaimanapun, tidak jelas dalam proses membuang gula susu. Biasanya, semua protein yang ditemukan dalam sel-sel Escherichia coli dalam jumlah jejak. Namun, ketika tumbuh di lingkungannya, dimana karbon dan energi sumber tunggal bertindak laktosa, enzim jumlah tumbuh 1000 kali.

sintesis konstitutif

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. operon laktosa termasuk struktural sebagian lac 1. Mereka dikodekan protein represor. Dalam keadaan aktif, itu adalah tetramer, yang dibentuk dari empat salinan bagian lac 1 - polipeptida yang terdiri dari 360 asam amino. Sel dengan perubahan gen ini pada sintesis protein konstitutif dikodekan lac Z, Y dan A. Dalam hal ini, hal ini mungkin jika ada tidak hanya mutasi pada represor, tetapi dalam pernyataan itu. Perubahan tersebut selalu cis-dominan. Hal ini disebabkan fakta bahwa operator, sebagai lawan represor, dapat dipengaruhi oleh kemungkinan transkripsi hanya ketika berada di dekat promotor. Jika hadir dalam senyawa sel-diinduksi, mereka datang dengan operator dalam kompetisi untuk molekul represor.

induktor

Mereka mungkin koneksi yang berbeda. Laktosa bertindak baik sebagai inducer dan sebagai substrat. Dalam sel-sel normal dan tidak adanya aktivitas enzim sisa diinduksi senyawa menyediakan kemungkinan penetrasi laktosa dalam jumlah kecil. Sebagai hasil dari laktosa reaksi katalitik diubah menjadi alolaktosa. Dia, pada gilirannya, mengikat represor dan memprovokasi dari yang terputus dari operator. Hal ini memungkinkan RNA polimerase ke dermaga promotor. Ini akan memulai transkripsi lac Z, A dan Y. Senyawa hanya bertindak sebagai induktor, IPTG dan TMG digunakan untuk mempelajari kontrol dari operon laktosa.

unsur tindakan afirmatif

identifikasi disebabkan diauksiey. Inti dari fenomena ini adalah bahwa pemanfaatan laktosa dimulai hanya setelah penggunaan semua glukosa yang tersedia dalam medium. Diauksiya - salah satu manifestasi dari katabolit represi. Efek ini dikenal dari 40-an glukosa. abad terakhir. Hal ini dinyatakan dalam E. coli ketidakmampuan untuk catabolize karbohidrat yang berbeda di hadapan glukosa. Dia, pada gilirannya, bertindak sebagai sumber energi yang lebih efisien.

Mekanisme efek

Ini bisa menguraikan Pastan dan Perlman. Mereka menemukan dua elemen yang ditranskripsi operon lac-. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Ini adalah molekul efektor kecil - cAMP (cyclic adenosine monophosphate) dan protein aktivator katabolisme ATS. Pada eukariota, yang pertama bertindak sebagai mediator aksi hormon. Ditemukan bahwa penambahan cAMP untuk E. coli sel, tumbuh di lingkungan dengan adanya glukosa, berkurang kecepatannya kecepatan, tetapi dihapus represi katabolik. Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan kemungkinan ekspresi lac-operon di hadapan simultan glukosa dan laktosa. Setelah beberapa waktu telah hubungan terbalik. Aktivitas sintesis enzim cAMP dihambat oleh glukosa.

kesimpulan

Transkripsi operon adalah di bawah kontrol ganda - negatif dan positif. CAP-cAMP kompleks memungkinkan RNA polimerase untuk menghubungkan ke template DNA sebelum pengolahan. Saat ini, para ilmuwan memecahkan rantai nukleotida lengkap dari daerah peraturan dari lac operon-, di mana ada operator dan promotor. Selain itu, pada tahun 1969, ia dialokasikan fragmen DNA murni mengandung lac 1 promotor dan sepenuhnya urutan operator, lac Z dan lac Y. fragmen Dalam studi tersebut ditemukan bahwa peran penting dalam interaksi protein multimeric dengan DNA milik struktur simetris - palindrom . Operator lac-operon hadir mereka 26. Pada saat yang sama 14 dari mereka adalah kekhususan yang berbeda. rantai yang berbeda mereka membaca sama tetapi dalam arah yang berlawanan. Palindrom diidentifikasi di bagian promotor dan berinteraksi dengan kompleks cAMP-CAP.