ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биохимическая регуляция экспрессии генов из "Сельскохозяйственная биотехнология Изд2" Тесно переплетающуюся сеть метаболических реакций часто называют картой метаболизма . Наряду со сложным лабиринтом каналов , по которым проходит путь метаболитов, существует и высококоординированная система регулирования движения , благодаря которой скорости и направления метаболических потоков всегда согласуются с общими интересами клеточного хозяйства . Без этих регуляторов, их соответствующей расстановки и надлежащего использования огромный каталитический потенциал всей системы метаболизма был бы совершенно бесполезен. [c.385] Ферментная регуляция затрагивает только один фермент, но происходит очень быстро (доля секунд) и служит для тонкой настройки путей обмена веществ. Генная регуляция, затрагивающая обычно несколько ферментов одновременно, более экономична по сравнению с ферментной, поскольку ферменты, в которых нет необходимости, просто не синтезируются генная регуляция занимает больше времени, так как включается трансляция и чаще всего также и транскрипция. Эта форма регуляции служит для грубой настройки обмена веществ и имеет большое значение для процессов развития. [c.386] Генная регуляция биохимических процессов. Физиологическая функция генов заключается в передаче информации клетке через мРНК и ферменты. Никогда не происходит одновременной передачи всей имеющейся информации, иначе говоря, никогда не синтезируются одновременно все потенциально возможные ферменты. Следовательно, существуют одновременно активные (продуцирующие РНК) и неактивные гены. Благодаря генной регуляции осуществляется активация генов (индукция) и инактивация (репрессия) одним из самых первых, экспериментально уловимых, специфических последствий генной регуляции является появление или исчезновение того белка (фермента), за синтез которого отвечает регулируемый ген (индукция и репрессия ферментов). [c.386] Генные регуляции вызываются, кроме того, стимуляторами развития, например, гормонами, светом, и играют важную роль в эмбриональном развитии эукариотических организмов. Экспериментально можно отличить генные регуляции от ферментных потому, что первые в отличие от вторых выключаются под действием ингибиторов синтеза белка и РНК (актиномицин В, у-метилпурин, пуромицин, этионин и др.). [c.387] Во всех этих случаях мы имеем дело с репрессией катаболических ферментов продуктами их действия. [c.387] Транскрипция оперона начинается не с первого гена. Первому гену предшествуют две специфичные нуклеотидные последовательности, а именно промотор ( промоторный ген ), который инициирует начало транскрипции и к которому присоединяется РНК-полимераза, и оператор ( операторный ген ) — место приложения регулирующих воздействий. [c.388] За пределами оперона в ДНК имеется подчиненный оперону регулятор ( регуляторный ген ). Функцией его является синтез репрессора (называемого также апорепрессором), специфически связывающегося со своим оператором и тем самым ингибирующего транскрипцию оперона. [c.388] Свойства репрессоров. Репрессор — это аллостериче-ский белок. Репрессоры могут быть неактивными и могут активироваться путем взаимодействия с соответствующим корепрессором, принимая конформацию, позволяющую осуществляться реакции с оператором,— репрессия фермента. Репрессоры могут образовываться и в активной форме. Тогда действие соответствующего индуктора заключается в таком изменении молекул репрессора, при котором разрушается их связь с оператором,— индукция фермента. Г ены ферментов, синтез которых не зависит от регуляции (конститутивные ферменты), вообще не имеют репрессора, или же он биологически неактивен. Выделенные до настоящего времени репрессоры (из бактерий) представляют собой кислые белки с молекулярной массой в пределах 30 ООО... 150 ООО. В клетке одновременно присутствуют приблизительно 5—10 молекул репрессора. Репрессоры связываются только с двухцепочечной спиралью ДНК, но не с одноцепочечной, денатурированной ДНК. До сйх пор до конца не выяснен механизм распознавания репрессором соответствующего оператора. [c.388] Отступления от теории Жакоба — Моно. Экспериментально было показано, что теория Жакоба — Моно не всегда оправдывается. [c.389] Вернуться к основной статье