Регуляция активности генов у прокариот.

Исследования на клетках Е. coli позволили установить, что у бактерий существуют ферменты 3 типов:

1.Конститутивные, присутствующие в клетках в постоянных количествах независимо от метаболического состояния организма (например, ферменты гликолиза);

2.Индуцируемые, их концентрация в обычных условиях мала, но может возрастать в 100Q раз и более, если, например, в среду культивирования клеток добавить субстрат такого фермента;

3.Репрессируемые, т.е. ферменты метаболических путей, синтез которых прекращается при добавлении в среду выращивания конечного продукта этих путей.

!!! Это НАДО ЗНАТЬ

!!! Процесс Транскрипции - первичные транскрипты. Их Особенность: не содержат Интронов, мРНК лишены "кэпа" и поли-А-конца, Транскрипция и Трансляция протекают почти одновременно.

!!!! При нормальных условиях роста E/coli синтезирует около 600-800 различных белков, многие гены (исходя из размера генома - 4×10⁶ пар нуклеотидовне) не транскрибируются, т.е. неактивны.

!!! Гены белков, функции которых в метаболических процессах тесно связаны, часто в геноме группируются вместе в структурные единицы – Опероны.

Опероны - участки молекулы ДНК, которые содержат информацию о группе функционально взаимосвязанных структурных белков, и регуляторную зону, контролирующую транскрипцию этих генов.

!!! Структурные гены Оперона экспрессируются согласованно: либо все они транскрибируются, и тогда оперон активен, либо ни один из генов не "прочитывается", и тогда оперон неактивен. Принцип «ВСЕ или НИЧЕГО».

Оперон активен: все его гены транскрибируются, синтезируется полицистронная мРНК - матрица для синтеза всех белков этого оперона.

!!! Транскрипция структурных генов зависит от:

- способности РНК-полимеразы присоединяться к промотору, расположенному на 5'-конце оперона перед структурными генами;

- от присутствия белка-репрессора на смежном с промотором участке, который называют "оператор". Белок-репрессор синтезируется в клетке с постоянной скоростью и имеет сродство к операторному участку.

-структурно участки промотора и оператора частично перекрываются, поэтому присоединение белка-репрессора к оператору создаёт стерическое препятствие для присоединения РНК-полимеразы.

!!! Большинство механизмов регуляции синтеза белков направлено на изменение скорости связывания РНК-полимеразы с промотором, влияя, таким образом, на этап инициации транскрипции.

Теория оперона.

Теория оперона была предложена на основании данных, полученных при изучении свойств лактозного оперона ( laс -оперона) Е. coli, т.е. оперона, в котором закодированы белки, участвующие в усвоении лактозы.

В отсутствие индуктора (лактозы) белок-репрессор связан с оператором. А поскольку участки оператора и промотора перекрываются, то присоединение репрессора к оператору препятствует связыванию РНК-полимеразы с промотором, и Транскрипция Структурных генов оперона НЕ идёт.

Когда в среде появляется индуктор, т.е. лактоза, то он присоединяется к белку-репрессору, изменяет его конформацию и снижает сродство к оператору. РНК-полимераза связывается с промотором - Транскрибирует структурные гены.

Снижение концентрации фермента в бактериальной клетке может осуществляться путём репрессии синтеза ферментов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: