оперон структурные и регуляторные гены

Рис. 29-25. Схематическое изображение la -one-рона. Три структурных /ас-гена z, у и а расположены рядом. Перед ними находятся два регуляторных участка-р (промотор) и о (оператор). Рисунок дан не в масштабе участки р и о очень малы по сравнению с генами. Регуляторный ген i кодирует белок-репрессор. Этот белок имеет два центра связывания один для оператора, другой для индуктора. Активная форма белка-репрессора может присоединяться к оператору, препятствуя тем самым связыванию РНК-полимеразы и последующей транскрипции структурных генов z, у и а. В этих условиях Р-галактозидаза и два других белка клетками не синтезируются. Однако, если в среде вместо глюкозы присутствует лактоза, индуктор соединяется с репрессором, переводя его в неактивное состояние, в котором тот не способен взаимодействовать с оператором. В этом случае РНК-полимераза может связаться с промотором, пройти через зону оператора и начать транскрибировать три структурных гена с образованием полигенной мРНК, которая кодирует синтез трех ia -белков в рибосомах. Более детально функция промотора рассмотрена на рис. 29-27. Лактоза сама по себе не служит индуктором ас-оперона эту функцию выполняет ее изомер аллолактоза, образующаяся из лактозы.

ГЕН, участок молекулы ДНК (у нек-рых вирусов — РНК), в к-ром закодирована информация, обеспечивающая развитие определ. признака (св-ва) у данного организма и его передачу в ряду поколений. Участки нуклеиновой к-ты, кодирующие аминокислотную последовательность белков или последовательность оснований транспортных и рибо-сомных РНК, наз. структурными Г. Последние вместе с необходимыми для их функцион. выражения регуляторными участками объединяются в более сложные генетич. единицы — опероны. Многие Г. высших организмов имеют прерывистое строение кодирующие части гена (экзоны) чередуются с некодирующими вставками (интронами). [c.125]

ОПЕРОН. Единица транскрипции и регуляции у бактерий, состоящая из структурных генов, регуляторного гена (генов) и контролирующих элементов, узнаваемых продуктами регуляторного гена. [c.524]

Регуляция синтеза белков в клетках эукариот намного сложнее не характерна прямая субстратная регуляция, так как опероны (транскриптоны) имеют обширные регуляторные зоны структурные гены разбросаны по геному в ядрах дифференцированных клеток эукариот большинство генов находится в репрессированном состоянии все структурные гены делят у эукариот на три группы — гены, функционирующие во всех клетках организма, в тканях одного типа, в специализированных клетках одного типа пространственное разделение процессов — транскрипция в ядре, трансляция в рибосомах. [c.319]

Регуляция биосинтеза белка, протекающего с исключительно высокой (до 100 пептидных связей в секунду ) скоростью и точностью, осуществляется на уровнях транскрипции и трансляции. Механизм экспрессии гена был выяснен Жакобом и Моно [201] на примере лактозной системы Е. oli. Являясь источником углерода для Е. oli, лактоза действует как индуктор для синтеза трех ферментов — пермеазы, /3-галактозидазы и трансацетилазы, делающих возможным использование необычных питательных веществ. Информация, необходимая для биосинтеза ферментов, содержится в трех структурных генах, которые вместе с ответственным за транскрипцию операторным геном образуют единый комплекс — оперон. Индуктор действует через ранее включенный регуляторный ген на операторный ген. В отсутствие лактозы репрессор (аллостерический белок) вступает во взаимодействие с регуляторным геном и таким образом блокированием всего опе-рона прекращает синтез ферментов. [c.397]

На участке ДНК, соответствующем оперону, находятся три структурных гена (z, у и а). Эти гены кодируют р-галактозидазу, гидролизующую лактозу до глюкозы и галактозы, галактозидпермеазу, переносящую лактозу через клеточную мембрану, а также галактозидтрансацетилазу, переносящую ацетильный остаток с ацетил-КоА на галактозу. Кроме структурньгх генов, оперон содержит регуляторные последовательности ген-оператор, примыкающий к З -по-следовательности структурного гена, и ген-регулятор, кодирующий белок-реп-рессор. К гену-оператору примыкает промотор — начальный сайт инициации транскрипции. Белок-репрессор, взаимодействуя с геном-оператором, частично блокирует область промотора. Это препятствует присоединению РНК-поли- [c.471]

Концепцию, согласно которой два разных класса генов различаются по своим функциям, сформулировали Жакоб и Моно в 1961 г. при создании классической модели оперона. Они определили оперон как полную единицу выражения генов, включающую структурные гены, регуляторный ген (или гены) и контролирующие элементы (сайты действия регуляторных белков). Каждый отдельный оперон может быть охарактеризован системой взаимоотношений между регуляторными белками и их сайтами-мишенями. Это можно рассматривать как регуляторную систему. Первая модель была создана для 1ас-оперона, который до настоящего времени остается наиболее полно охарактеризованным опероном, однако подобные принципы были использованы для создания аналогичных систем в случае других оперонов. [c.178]

Продукт регуляторного гена, агаС, контролирующего араби-нозный оперон, может находиться как в состоянии репрессора, так и в состоянии активатора. В форме репрессора он присоединяется к оператору и блокирует транскрипцию структурных генов. Соединяясь с индуктором оперона, арабинозой, белок-регу-лятор переходит в форму активатора и, взаимодействуя с про-моторным участком (инициатором), стимулирует транскрипцию оперона. [c.19]

Характеристика матрицы. Отрезок ДНК, подвергающийся транскрипции, называют транскриптоном (у прокариот — опероном). В составе транскриптона по функциональному признаку выделяют четыре области промотор — место инициации транскрипции акцепторную зону, или оператор, — место связывания регуляторных факторов, например белка-репрессора у прокариот структурные гены, включающие информативные участки (экзоны) и неинформативные (интроны) терминатор — область для заверщения транскрипции. Следовательно, при транскрипции на матрице отмечены начало и конец синтеза РНК. [c.305]

Регуляторный ген lad расположен сразу же слева от группы структурных генов. Однако благодаря тому, что он детерминирует транс-диффундирующий продукт, нет необходимости в его близкой локализации к структурным генам. В самом деле, как мы уже видели, ген lad, находясь в составе независимой молекулы ДНК, способен контролировать группу генов la ZYA, расположенных в бактериальной хромосоме (ситуация может быть и обратной). У других оперонов Е. oli регуляторный ген действительно локализован на некотором расстоянии от структурных генов. Можно, однако, предположить, что имеется преимущество в локализации гена-регулятора вблизи структурных генов, выражающееся в том, что он функционирует только вместе с ними. Поэтому его отделение не имеет смысла. [c.179]

Рис. 29-27. А. Регуляторные участки ia -onepo-на. САР-участок промотора способен связывать САР лишь в том случае, если он находится в комплексе с сАМР, РНК-полимераза мо,-жет попасть в участок первоначального связывания только при условии, если САР-участок занят. Репрессор взаимодействует с оператором лишь в отсутствие индуктора. Б. Три структурных гена Z, у и а ас-оперона транскрибируются при условии, что в среде нет глюкозы, а присутствует лактоза. В этом случае оператор свободен от репрессора и комплекс САР-сАМР соединяется с промотором, позволяя РНК-полимеразе попасть в участок первоначального связывания, спуститься к инициирующему кодону и начать транскрибировать три структурных гена. В. Если глюкозы в среде много, то сАМР не образуется и САР поэтому не в состоянии связаться с промотором. В этих условиях РНК-полимераза не может получить доступ к промотору и /ос-гены не транскрибируются.

Рис. 15.12. аго-Оперон состоит из регуляторного гена агаС, отделенного от группы структурных генов araBAD регуляторной областью (несцепленные гены araF и агаЕ также контролируются агаС-геном). [c.199]

Регуляторный ген. В широком смысле любой ген, который модифицирует или регулирует активность других генов. В узком смысле-ген, кодирующий алло-стерической белок, который (самостоятельно или в комбинации с корепрессо-ром) регулирует транскрипцию структурных генов в опероне путем связывания с оператором (ср. Ген-модификатор, Структурный ген). [c.313]

На основе только что описанных экспериментов Жакоб и Моно постулировали модель оперона, объясняюш ую регуляцию белкового синтеза. Генетические элементы этой модели - регуляторный ген, операторный ген и набор структурных генов (рис. 28.3). Регуляторный ген продуцирует репрессор, который может взаимодействовать с операторным геном. В дальнейшем выяснилось, что репрессор представляет собой белок. Операторный ген расположен рядом по соседству со структурными генами, которые [c.114]

Опероном назьгаается упорядоченная совокупность структурных генов (со знаками начала и конца) и регуляторных участков. В состав регуляторной зоны оперона входят ген-регулятор, промотор, усилители транскрипции (энхансеры), ослабители транскрипции (сайлансеры) и другие компоненты. [c.36]

Участки ДНК, к которым присоединяются регуляторные белки,-это не сами структурные гены, а непосредственно прилегающие к ним области, называемые промоторами и операторами. Промотор представляет собой последовательность оснований, распознаваемую ДНК-зависимой РНК-полимеразой он служит местом связывания РНК-полимеразы, и от него начинается транскрипция. С промотором связаны и гены, экспрессия которых не подвержена регуляции. Промоторы регулируемых генов могут изменять свои свойства в результате связывания регуляторных белков. Оператор представляет собой нуклеотидную последовательность, расположенную между промотором и структурными генами. Он тоже взаимодействует с регуляторным белком-репрессором, от которого зависит, будет ли подавлена транскрипция или она произойдет. Промотор, оператор и структурные гены образуют оперон. Опероном называют группу функционально связанных между собой генов. Белки, кодируемые генами одного оперона,-это, как правило, ферменты, катализирующие разные этапы одного метаболического пути. Транскрипция генов оперона ведет к синтезу одной общей (полицистронной) молекулы мРНК. [c.481]

Индукция лактозиого оперона (отрицательный контроль). Лактозный оперон (ia -оперон) Es heri hia oli содержит /ас-промотор, /o -оператор и структурные гены для трех ферментов -галактозидазы, пермеазы и трансацетилазы (рис. 16.7). Этот оперон был тщательно исследован удалось выделить его ДНК была определена нуклеотидная последовательность области промотор-оператор были вьщелены и исследованы регуляторные белки. [c.482]

Типы регуляции репрессия и индукция. Репрессия означает подавление, а индукция, напротив, усиление синтеза одного или нескольких специфи-ческнх белков в результате действия на клетку какого-либо вещества, играющего регуляторную роль. Такие вещества — это низкомолекулярные соединения, часто являющиеся структурными аналогами либо конечного продукта (репрессия), либо субстрата (индукция) данного метаболического пути. Репрессибельность и индуцибельность также контролируются на генетическом уровне. Соответствующие гены гены-регуляторы) не обязательно располагаются рядом с теми оперонами, которые они контролируют. Ген-регу-лятор контролирует синтез особого продукта — апо)репрессора, взаимодействующего с оператором либо позитивно, либо негативно (фиг. 170). В пер- [c.535]

Оперон — единица генетической регуляторной структуры, в состав которой входят один или несколько связагкных между собой структурных генов, а также промоторный, операторный и другие регуляторные участки, контролирующие транскрипцию оперона. [c.464]

Первые исследования механизма генетического контроля были посвящены синтезу -галактозидазы, осуществляющей гидролиз дисахарида лактозы до моносахаридов глюкозы и галактозы в клетке Е. соИ. Опыты привели к открытию белка-репрессора лактозного оперона, включающего транскрипцию структурных генов (в данном случае, гена -галактозидазы, а также пермеазы и галактозид-транс-ацетилазы). Это достигается путем связывания репрессора с операторным участком ДНК длиной в 21 нуклеотид, перекрывающимся с последовательностью промотора. В результате блокируется доступ РНК-полимеразы к ее участку связывания и транскрипция цистронов делается невозможной. Для индукции и репрессии синтеза белка, т.е. изменения скорости процесса в противоположных направлениях, необходимо наличие в модели регуляторного механизма еще одного элемента индуктора, который должен, с одной стороны, контролировать действия белка-репрессора лактозного оперона, а с другой -быть связанным прямо или косвенно с функцией синтезируемого фермента. Такой индуктор действительно был обнаружен, и им оказался субстрат -галактозидазы лактоза, точнее, аллолактоза, близкая по строению и образующаяся в присутствии лактозы. [c.118]

Все гены находятся в большой самовоспроизводящейся молекуле ДНК- Каждый из них представляет собой небольшой участок такой молекулы. Но по своим функциям гены неодинаковы. Одни-из них несут информацию о последовательности аминокислот белковой молекуле, т. е. определяют ее структуру, другие регулируют активность первых и контролируют тем самым процесс поступления информации от ДНК к и-РНК. Первая группа генов, получила название структурных, вторая — регуляторных. Структурные гены, контролирующие синтез ферментов в какой-то одной цепи реакций, расположены обычно рядом друг с другом. Они составляют единый блок, называемый опероном, и осуществляют последовательные этапы синтеза одного фермента, работая согласованно, как один элемент. Согласно модели строеиия хромосом,. предлол<.енноп Ф. Криком, структурная (информативная) зона опе-рона, несущая информацию для синтеза белков, расположена в междисковой части хромосомы, регуляторная л е (акцепторная) его часть входит в состав дисков. [c.159]

Итак, в основе механизма регуляции транскрипции, открытого Ж. Моно и Ф. Жакобом, лежит принцип оперонной организации ДНК, в которой кроме генов, кодирующих аминокислотные последовательности белков, имеются регуляторные, некодирующие участки. Один или несколько структурных генов вместе с прилегающими к ним регуляторными участками образуют элементарную единицу транскрипции — оперон. Совокупность всех регуляторных участков, определяющих эффективность транскрипции, часто называют регуляторной областью или промотор-ной зоной. [c.20]

Таким образом, суть разработанной стратегии заключается в том, что искусственный ген встраивается внутрь структурного гена, кодирующего определенный бактериальный белок. Иншщация синтеза РНК и белка происходит на регуляторных участках бактериального оперона, а терминация трансляции — на нонсенс-кодонах синтетического гена. Экспрессия такого гибридного гена приводит к появлению химерного белка, содержащего аминокислотную последовательность бактериального белка и пептида, кодируемого синтетическим фрагментом ДНК. Необходимо, чтобы встраиваемая нуклеотидная последовательность кодировала пептид без сдвига рамки трансляции по отношению к бактериальному гену. Целевой пептид при этом можно выщеплять из состава химерного белка специфичным химическим или ферментативным гидролизом. [c.165]

Смотреть страницы где упоминается термин оперон структурные и регуляторные гены: [c.125] [c.318] [c.111] [c.111] [c.55] [c.115] [c.410] [c.410] [c.46] [c.48] [c.410] [c.410] [c.484] [c.239] [c.318] [c.341] [c.118] [c.118] [c.36] [c.42] [c.42] [c.477] [c.113] [c.7] [c.53] [c.36] [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология