Принципы функционирования бактериального генома.

Функционирование оперонов происходит по принципу равновероятностного выражения, то есть последовательного избирательного включения и выключения генов. Регуляция работы оперонов осуществляется путём прямой или обратной связи, вследствие чего различают индуцибельные и респрессибельные опероны. Работа первых прямо зависит от наличия исходных субстратов: нет субстрата – оперон молчит, появился субстрат – оперон разблокирован и активно функционирует. Работа репрессибельных оперонов строится по пути: отсутствует конечный продукт синтеза – оперон работает, появился конечный продукт – оперон заблокирован и не функционирует.

Функционирование индуцибельных оперонов находится под негативным контролем гена-регулятора, который контролирует синтез белка-репрессора. Этот белок имеет 2 активных участка: одним из них белок-репрессор связывается с геном-оператором и блокирует работу этого оперона, а с другим участком может взаимодействовать индуктор, например, лактоза. При появлении в среде индуктора он связывается со вторым активным участком белка-репрессора, что вызывает его конформационные изменения и он становится неактивным, репрессия оперона устраняется, происходит активный синтез ферментов. Исчерпание запасов индуктора стимулирует ферментативное его отщепление от белка-репрессора, который вновь переходит в активную форму и блокирует работу соответствующего оперона.

Функционирование репрессибельного оперона также находится под контролем гена-регулятора, который кодирует синтез неактивного белка-апорепрессора. Последний также имеет 2 активных центра: один для взаимодействия с метаболитом (корепрессором), а другой – для специфического связывания с геном-оператором. В присутствии корепрессора ген-оператор функционирует и в конечном итоге образуется корепрессор, который связывается с белком-апорепрессором, переводит его в активную форму, вследствие чего блокируется работа оперона. Исчерпание запасов корепрессора ведёт к восстановлению неактивного состояния белка-апорепрессора и функция оператора возобновляется.

Система репарации бактериального генома представляет собой ферментативный комплекс, предназначенный для устранения повреждений генетического материала. Процесс восстановления клеточного генома (ДНК) называется репарацией. Система репарации обусловливает относительную стабильность генома бактерий. Различают систему световой репарации, ферменты которой устраняют дефекты ДНК в присутствии видимого света, и систему темновой репарации, функционирующую в отсутствие видимого света. Сущность работы обеих систем состоит в обнаружении повреждённых участков ДНК, их вырезании, восстановлении повреждённых фрагментов на матрице сохранившейся нити ДНК и их соединении с неповреждёнными участками ДНК.

Систему темновой репарации условно подразделяют на дорепликативную и пострепликативную. Дорепликативная репарация включает следующие этапы: (1) обнаружение и надрезание повреждённого фрагмента ДНК эндонуклеазой; (2) удаление вырезанного фрагмента ДНК-полимеразой І; (3) синтез нуклеотидов по матрице второй сохранившейся нити при участии ДНК-полимеразы I или ДНК-полимеразы ІІІ; (4) соединение восстановленного фрагмента ДНК с основной нитью, осуществляемое лигазой. Пострепликативная репарация происходит путём рекомбинаций, при которых дефекты ДНК восполняются фрагментами неповреждённых нуклеоидов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: