אופרון - מה זה?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. מודל operon הוצע לראשונה על ידי ג'יי מונו ו פ יעקב. בשנת 1961 הם בדקו את התהליכים הקשורים בהתפתחות תאי החיידק. בפרט למדנו את מנגנוני השליטה מקטעי הדנ"א המקודד את סוכר החלב (לקטוז).

תיאור

מונו ויעקב הציעו מלא מתואמת ערכה של החלקים המבניים של DNA. המדענים נתנו לו את השם "אופרון". схемы следующий. עיקרון הפעולה של המעגל הוא כדלקמן. קבוצת סדר של רצפי DNA קידוד פוליפפטידים כי הם קשורים אחד עם השני נשלט ניתוח על ידי שני אלמנטים. הראשון הוא הבקר, והשני - המפעיל. האחרון מיוצג רצף נוקליאוטידים סמוך חלקים מבניים נשלט. אם-מדחס החלבון, דבקותה מפעיל תחסום יחידות שעתוק ה- DNA משמשת כמוצר מלא. זה, בתורו, הוא תנאי הכרחי ליצירת המכשולים הסטריים עבור מתחם RNA פולימראז לחלק מסוים של האמרגן. זה האחרון יש צורך ליזום שעתוק. התפתחויות אחרות תהיינה המקרה, אם הרגולטור פועל apoinduktor. במצב זה, הקשר בינו לבין המפעיל ייצור את תנאי התעתיק.

סגולי

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. אופרון - רצף דנ"א מורכב אזורי קידוד קשר ההדוק, אמרגן ומפעיל. שליטת אלמנט ניתן למצב הבא אליו או במרחק מסוים ממנו. המפעיל הוא לעתים קרובות בין אתרים ומקדמים מבניים. ישנם חומרים מולקולריים נמוכים, אשר ניתן לשלוט אופרון. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. זה, בפרט, והשפיע שהם מעוררים או חלקים מבניים krepressorami נכלל במעגל.

סיווג

מושרה או מודחק אופרון. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. זה תלוי באופי של ההשפעה על פעילותם של מולקולות מפעיל. אנחנו המושרה מבנים זה מצטרף המדכא ידי חסימה מחייבת את המפעיל. בהתאם לכך, ישנם מכשולים אל התעתיק של החלקים המבניים. называется негативной. תקנה כזו נקראת operons שלילית. עם זאת, המבנה עשוי להיגרם על ידי השליטה החיובית. במקרה זה, המפעיל נקשר למולקולת חלבון רגולטורים, הפעלת apoinduktor שלה. הצטרפות המפעילה, זה מאפשר שעתוק. סוגי בקרה אלו לפעול וכבוד מודחק מבנים. אם התקנה השלילית, המפעיל, מתנהג כמו corepressor, מחובר עם מדכא פעיל ומפעיל אותו. כתוצאה מכך, הרווחים האחרונים יכל לעגון עם המפעיל, ובכך חוסמים תעתיק. אם השליטה החיובית, מחייב מתרחש עם apoinduktorom הפעיל. קומפלקס זה לא יכול להיות מחובר למפעיל. כתוצאה מכך, חלקים מבניים אינם עבדו.

ממצאים

בשנת הביקורת השלילית, ובכך מפעיל שקושר את זה מדכא, גורם איון או הפעלה. בהתאם לכך, המושרה או מודחקים תעתיק של אופרון. במקרה של ביקורת חיובית, הקשר עשוי apoinduktoru. תהליך זה מאפשר או תעתיק בלוקים. התוצאה תלויה בצורה שבה רוכשת apoinduktor כאשר מחוברת המפעיל.

המבנה של E.coli אופרון

ב E. coli יש מבנה בעל היכולת להתסיס לקטוז. הוא כולל את האמרגן חלק מבני דנ"א המפעיל שלוש. Coding חשוף gengalaktozidaza אנזימים galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. לכל אחד מהם יש גנים משלו. אופרון כוללת חלקים Lac Z, a Lac, Lac י מוצא מקודד gengalaktozidazu מזרזות את הלקטוז לגלוקוז וגלקטוז. Lac Y אינטראקציה עם galaktozidpermeazoy. אנזים זה מספק הובלה של סוכרים שונים. Lac מקודד tiogalaktozidtransatsetilazu. התפקיד שלה, לעומת זאת, לא ברור בתהליך של סילוק סוכר חלב. בדרך כלל, כל החלבונים מצויים בתאים של Escherichia coli בכמויות זעירות. עם זאת, כאשר גדל בסביבה שלה, שבו מקור פחמן ואנרגיה היחיד שפועל לקטוז, אנזימים מספר גדל 1000 פעמים.

סינתזה מכוננת

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. אופרון הלקטוז כולל 1. Lac החלק מבני הם מקודדים חלבון זה מדכא. במצב פעיל, הוא tetramer, אשר נוצר מארבעה עותקים חלק Lac 1 - פוליפפטיד הכוללת 360 חומצות אמינו. תאים עם שינויים בגן הזה על הסינתזה של חלבונים מכוננים Z Lac המקודד, Y ו- A. במקרה זה, זה אפשרי אם יש מוטציות רק לא המדכא, אבל בדוח. שינויים כאלה הם תמיד cis-דומיננטיים. זאת בשל העובדה כי המפעיל, בניגוד מדכא, יכול להיות מושפע אפשרות התעתיק רק כאשר הוא ממוקם בסמיכות האמרגן. אם נוכח תרכובות מושרה התא, הם מגיעים עם מפעיל בתחרות עבור המולקולה המדכאת.

וסלילים

הם עשויים להיות קשרים שונים. לקטוז פועלת הן כערוץ inducer וכתוצאה המצע. בתאים נורמלים ובהעדר פעילות אנזים שיורית מושרה של התרכובות מספקת את האפשרות של חדירה של לקטוז בכמויות קטין. כתוצאה מכך של לקטוז התגובה קטליטי הופך allolactose. הוא, בתורו, נקשר המדכא ומקניט אותה מלהיות מנותק מהמפעיל. זה מאפשר RNA פולימראז אל מזח האמרגן. זה יתחיל את השעתוק של Z Lac, A ו- Y. תרכובות מתנהגות רק כפי וסלילים, IPTG ו TMG משמשים ללמוד את השליטה של אופרון הלקטוז.

אלמנטי העדפה מתקנים

ההזדהות שלהם נגרמת diauksiey. מהות התופעה היא כי הניצול של לקטוז מתחיל רק לאחר השימוש של כל גלוקוז הזמין הבינוני. Diauksiya - אחד הביטויים של דיכוי catabolite. אפקט זה ידוע מן ה -40 גלוקוז. במאה האחרונה. זה בא לידי ביטוי חוסר היכולת של החיידק אשריכיה קולי catabolize פחמימות שונה בנוכחות גלוקוז. היא, בתורו, משמש כמקור יעיל יותר של אנרגיה.

המנגנון של האפקט

זה יכול לפענח Pastan ופרלמן. הם מצאו את שני אלמנטים אשר עבדו operon lac-. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. זהו מפעיל מולקולה קטנה - cAMP (monophosphate אדנוזין מחזורית) ו ATS פירוק חלבון מפעיל. אאוקריוטים, הראשון שפועל כמתווך פעולת הורמון. נמצא כי תוספת של המחנה E. coli תאים, גדל בסביבה עם נוכחות של גלוקוז, decelerates המהירות שלו, אבל הוא מוסר דיכוי קטבולי. זה, בתורו, גורם לאפשרות של הבעת-אופרון הלקטוז בנוכחות בו זמנית של גלוקוז לקטוז. אחרי כמה זמן כבר יחס הפוך. הפעילות של סינתזת cAMP האנזים מעוכבת על ידי גלוקוז.

מסקנה

תמלול של אופרון הוא תחת שליטה כפולה - שלילית וחיובית. CAP-cAMP המורכב מאפשר RNA פולימראז להתחבר DNA התבנית לפני העיבוד. נכון לעכשיו, מדענים פענחו את שרשרת נוקלאוטיד המוחלטת של האזור הרגולטורי של-אופרון הלקטוז, שבו קיים מפעיל ומקדם. יתר על כן, בשנת 1969, היא הקצה שבר דנ"א הטהור שלה המכיל מקדם Lac 1 ו מלא רצף מפעיל, Z Lac ו שבר Lac י במחקר נמצא כי תפקיד משמעותי את האינטראקציה של חלבוני Multimeric עם DNA שייך מבנים סימטריים - פלינדרום . מפעיל Lac-operon של ההווה שלהם 26. במקביל 14 מהם ייחוד שונה. שרשראות שונות שהם קוראים את אותו הדבר אבל בכיוון ההפוך. פלינדרום מזוהה בחלק האמרגן ואינטראקציה עם קומפלקס של-CAP cAMP.