Оперон определение

Предложены модели, в соответствии с которыми узнавание осуществляется с помощью а-спиральных участков белка. Предполагается, что боковые радикалы аминокислотных остатков образуют специфические водородные связи с основаниями в широкой бороздке ДНК. Определение трехмерной структуры четырех регуляторных белков (С1- и СКО-репрессоров Х-фага, САР-белка, репрессора триптофанового оперона) показало, что ДНК-связывающие домены этих белков имеют характерный двухспиральный мотив. Предложены модели ДНК-белковых комплексов, согласно которым одна из а-спиралей (аз) находится в широкой бороздке и взаимодействует с основаниями ДНК, в то время как вторая (аг) взаимодействует с сахарофосфатным остовом ДНК и обеспечивает правильную ориентацию спирали а, в комплексе. Предполагаемые геометрии для четырех специфических ДНК-белковых комплексов не являются полностью одинаковыми положение спирали а, в широкой [c.292]

Активность репрессора управляется специфическими метаболитами, получившими название эффекторов. При образовании индуцируемых ферментов индуктор действует как эффектор и инактивирует репрессор это приводит к тому, что репрессия гена-оператора снимается. В резу.льтате цистроны в опероне могут начать синтез соответствующей wi-PHK, а это в свою очередь приводит к синтезу закодированных в этих цитронах полипептидов, синтез которых в отсутствие индуктора был репрессирован. Было экспериментально показано, что в присутствии специфически индуцирующих эффекторов у делящихся бактерий резко возрастает количество образующегося щ-РНК, способной образовывать гибриды с той фракцией ДНК, которая содержит соответствующий оперон [109[. Таким образом, действие репрессора, по-видимому, связано скорее с ингибированием образования. т-РНК, чем с подавлением ее деятельности. Однако не исключена и последняя возможность высказывалось предположение, что активность репрессоров может быть направлена против определенных форм S-PHK, необходимых для трансляции одного или нескольких цистронов данного оперона [105]. [c.285]

Но они обладают поразительной способностью синтезировать новые ферменты, что позволяет им не просто приспосабливаться к новым условиям, но и извлекать из этого максимальную пользу. Поскольку они являются одноклеточными организмами, они не нуждаются в гормонах и их обмен веществ связан с делением клеток. Когда бактерии не делятся, у них осуществляется как синтез, так и распад белка, однако во время экспоненциального роста имеет место только синтез, но не распад белка. У взрослых многоклеточных организмов ситуация совсем иная. Во многих органах митоз происходит редко, и синтезированный сверх необходимого белок должен быть удален из организма, так что обмен белка в этом случае является обычным и необходимым явлением. Когда бактерии в новых внешних условиях начинают синтезировать новые ферменты, то количество ненужных старых ферментов быстро уменьшается в результате деления клеток. Можно показать, что количество определенных ферментов в различных органах млекопитающего будет меняться в зависимости от состава пищи, но куда более сложно выяснить, происходит ли это в результате увеличения скорости синтеза, или уменьшения скорости распада ферментов, или за счет действия этих обоих ферментов. В случае же бактерий увеличение скорости синтеза фермента в результате индукции или дерепрессии может быть просто и наглядно объяснено с помощью модели оперона. [c.75]

В особо значительных процессах дифференциальной активации генов, например, при детерминации развития эмбриональной клетки в определенном направлении, участвуют многие гены. Вряд ли можно представить, что включающий фактор, например гормон, отдельно активирует каждый ген или каждую группу генов (оперон), т. е. при упорядочен- [c.391]

Таким образом, структурный цистрон (ген) служит матрицей для синтеза на нем соответствующей и-РНК. Последняя передает эту структурную информацию непосредственно рибосомам, т. е. в свою очередь становится матрицей для синтеза соответствующего белка. Синтез информационной матричной РНК на матрицах структурного цистрона находится под контролем определенных участков в цистронах ДНК-операторов, которые выполняют функции как бы пускового механизма. Оператор обычно расположен на крайнем отрезке цистронов. Формирование и-РНК начинается с оператора и распространяется последовательно вдоль цистрона или групп цистронов. Структурные цистроны, расположенные рядом в цепи ДНК, имеют общий координирующий оператор, который назван опероном. Скорость формирования и-РНК на структурных цистронах контролируется другой функциональной единицей — цистроном-регулятором, или ген-регулятором. Они образуют специфические белковые продукты, называемые репрессорами. Репрессоры, с одной стороны, связаны с оператором, а с другой, обладают способностью реагировать строго спе- [c.293]

Определение информационной РНК триптофанового оперона [c.489]

Большинство исследованных бактериальных систем, репрессируемых продуктами, — это системы, в которых опероны кодируют синтез определенных аминокислот. Когда бактерии растут на среде, лишенной аминокислот, они в норме образуют ферменты, необходимые для синтеза аминокислот, которые им требуются. Если, однако, в среду вводится какая-либо аминокислота, то фермент, синтезирующий эту аминокислоту, не образуется, хотя ферменты, участвующие в синтезе других аминокислот, образуются с прежней эффективностью (см. рис. 11.9). Другими словами, присутствие аминокислоты специ- [c.65]

Репрессоры, будучи белками, конечно, кодируются определенными генами в ДНК- Интересно, что ген /ас-репрессора локализован поблизости от /ас-оперона, но перед /ас-промотором, так что образование репрессора не находится под контролем /ас-оператора однако такая локализация не является общей для генов всех репрессоров. [c.66]

Способ проверки таких мутаций на практике сводится к определению способности двух оперонов, отличающихся как своими структурными генами, так и операторами, комплементировать между собой. Предположим, что мы сконструировали диплоидную комбинацию. [c.180]

Для генов, которые находятся под позитивным контролем, экспрессия возможна только в присутствии активного регуляторного белка. Каким образом это достигается Существует множество различных систем позитивного контроля. Системы, действующие на инициирование транскрипции определенных оперонов, яв- [c.188]

Рис. 15.7. Лидерная область гр-оперона существует в различных конформациях, образуемых при спаривании определенных оснований.

Ответ на вопрос о том, почему гены фага X могут в течение определенного времени не проявлять себя, был дан после того, как был обнаружен реирессорный белок [159, 161. Один короткий оперон про-фага % постоянно транскрибируется РНК-нолимеразой Е. соИ. Этот оперон содержит refibi l и rex. Как показано на рис. 15-22, считывание этих генов начинается с 1-иепей ДНК профага. Белок, кодируемый геном с1, играет роль репрессора. Репрессор представляет собой олигомер (чаще всего димер), мол. вес одной субъединицы в котором составляет 27 ООО. Этот белок связывается с двумя операторными участками ДНК профага. Один оператор (о ,) расположен слева, а дру- [c.259]

Геном высших организмов состоит из определенного числа отдельных хромосом, каждая из которых содержит, по-видимому, одну двухцепочечную молекулу ДНК. Эта молекула ДНК тесно связана с другими компонентами, в состав которых входит примерно 75% белка и 10% РНК (гл. 1, разд. Б,2). До недавнего времени мало что можно было сказать о том, как устроены хромосомы. Однако известно, что в профазе митоза или мейоза вытянутые хромосы иногда выглядят как нитки бус. Маленькие, богатые ДНК бусинки, известные под названием хромомер, подобно дискам политенных хромосом дрозофилы (разд. Г, 9, в), можно рассматривать как своего рода единицы генетической информации. Их существование дает основание думать, что ДНК в хромосоме каким-то образом разделена на отдельные единицы, возможно, аналогично оперонам бактерий. [c.296]

Для включения и выключения разных оперонов в ходе эволюции сформировалось множество регуляторных систем. Например, с операторной областью может быть связан регуляторный белок, называемый репрессором он мешает перемещению РНК-полимеразы вдоль молекулы ДНК, и транскрипция блокируется (рис. 3.20), Однако если с репрессором свяжется некое низкомолекулярное вещество (эффектор), то его конформация изменится таким образом, что его связывание с операторной областью станет невозможным, и транскрипция возобновится. Обычно эффектор разрушается клеточными ферментами. Когда его концентрация снижается, репрессор связывается с операторным участком, и транскрипция вновь прекращается. Операторный участок специфичен для каждого оперона, а эффектор взаимодействует только с определеннь репрессором. [c.42]

В обоих случаях регуляция осуществляется с помощью специальных белков, нацеленных на регуляцию определенного оперона. Существуют аналогичные регуляторные белки с более широким спектром действия. Важнейшим их представителем у бактерий является белок активатор катаболизма (САР, atabolite. [c.429]

В лизогенных клетках профаг прочно связан с хромосомой клетки-хозяина. При конъюгации клеток профаг вместе с хромосомой хозяина переносится из клетки-донора в клетку-реципиент. Генетические эксперименты показывают, что фаг лямбда присоединен к хромосоме хозяина в совершенно определенном месте (между галактозным опероном и биотиновым локусом). Вначале предполагали, что ДНК бактериофага только прикрепляется к хромосоме бактерии в этом участке. Однако в результате составления генетических карт фага, а также из опытов по рекомбинации стало ясно, что фаговая ДНК при лизогенизации не просто прикрепляется к бактериальной ДНК, а включается в нее. [c.150]

Генетические эксперименты свидетельствуют о том, что фаг при переходе в состояние профага включается в хромосому клетки-хозяина в определенном месте-между 0а/-опероном и биотиновой областью (рис. 15.12). Включению фага предшествует его присоединение к определенному участку бактериальной ДНК. Ранее считали, что оно определяется высокой степенью гомологии нуклеотидных последовательностей, однако эта гомология оказалась незначительной по-видимому, большую роль здесь играет кодируемый фагом белок-так называемая интеграза. В определенном участке фаговой ДНК att В) и в соответствующем участке бактериальной ДНК (att X.) этот белок катализирует разрыв и перекрестное воссоединение геномов фага и клетки-хозяина. [c.454]

Мутанты, конститутивно образующие катаболические ферменты. Накопительные культуры такого рода мутантов можно получить путем частой смены субстратов. Если клетки конститутивно образуют ферменты, необходимые для использования субстрата А, то после переноса клеточной популяции с субстрата В на субстрат А они точас начинают расти с максимальной скоростью клеткам же индуцибельного дикого типа для достижения максимальной скорости роста необходима определенная лаг-фаза (чтобы синтезировать ферменты для роста на субстрате А). После ряда генераций клетки снова переносят на среду с субстратом В и дают им расти до тех пор, пока ферменты, участвующие в использовании субстрата А, не будут достаточно сильно разбавлены . После многократного повторения такой процедуры конститутивные мутанты сильно обгоняют в росте клетки дикого типа с индуцибельными ферментами. Таким путем были выделены, например, мутанты Е. соН, конститутивно образующие ферменты, необходимые для использования Лактозы. В других методах отбора пользуются таким приемом, как подавление индукции при помощи структурных аналогов субстрата. Метилтио алактозид может, например, подавить у Es heri hia oli индукцию й(а/ Оперона, вызываемую галактозой. [c.498]

Генетический анализ показал, что у Е. oli генетическая информация распределена вдоль линейной бактериальной хромосомы , которая может принимать форму кольца (стр. 72) считают, что репликация начинается с одной определенной точки и происходит постепенно, но мере продвижения вдоль хромосомы. Жакоб ж Бреннер [16] считают, что отдельный генетический элемент, например бактериальная хромосома или эиисома, образует единицу репликации, жлж репликон, которая может быть скопирована только целиком. В некоторых отношениях это напоминает оперон при транскрипции (284), за исключением того, что, как мы увидим в дальнейшем, он контролируется системой скорее положительной, чем отрицательной регуляции. [c.197]

Bom случае репрессор включает транскрипцию, во втором он ее выключает. Это взаимодействие в свою очередь контролируется аллостерическим взаимодействием с низкомолекулярным соединением, играющим регуляторную роль. Негативный апорепрессор может, например, инактивироваться под действием индуктора или активироваться под действием корепрессора. Следовательно, индукп ия и дерепрессия как формально, так и в смысле механизма, по существу, эквивалентны. Индукция и репрессия ферментов у микроорганизмов — широко распространенные явления. Из шести указанных выше оперонов три, относящиеся к обмену сахаров, индуцируются субстратами ферментов или структурными аналогами этих субстратов (как это и следует ожидать исходя из приведенных выше определений) опероны, контролирующие биосинтез аминокислот, репрессируются самими этими аминокислотами. [c.536]

То, что эта несколько усложненная регуляторная система функционирует очень четко, можно проследить даже во времени. Возьмем бактерии, которые прежде никогда не приходили в соприкосновение с лактозой, т. е., как говорят микробиологи, не адаптированы к лактозе. Если поместить такие не адаптированные к лактозе бактерии в питательный раствор, содержащий в качестве источника энергии одну только лактозу, и измерять прирост числа клеток, то окажется, что рост начинается не сразу — ему предшествует определенный латентный период. Ведь сначала должен дерепрессироваться оперон, должны синтезироваться нужные ферменты. Лишь после этого число клеток начинает неуклонно возрастать вплоть до того момента, когда вся лактоза будет исчерпана тогда рост и [c.283]

Конечно, совсем по-иному должно обстоять дело с конститутивными ферментами, разлагающими глюкозу. Эта ферментная система работает очень интенсивно, и концентрация ферментов должна здесь постоянно поддерживаться на очень высоком уровне. Тем не менее она не бывает слишком высокой. Возможности регуляции здесь следующие. Во-первых, индуктор и корепрессор могут быть родственны друг другу, т. е. либо индуктор возникает из корепрессора (или наоборот), либо индуктор и корепрессор образуются одновременно, на одной предшествующей стадии. Во-вторых, между индуктором и корепрессором может устанавливаться постоянное количественное соотношение (нечто подобное известно в органической химии), которое как раз таково, чтобы отдача информации опероном все время держалась на постоянном (высоком) уровне. Однако все это, собственно говоря, домыслы, лишенные экспериментального подтверждения. Возможно, в действительности все выглядит совершенно иначе. Но одно кажется совершенно ясным наше разделение ферментов на регулируемые и нерегулируемые (конститутивные) не вполне правильно. Лучше было бы говорить о ферментах, концентрация которых стабильно поддерживается на каком-то постоянном, весьма низком (нанример, ферменты биосинтеза коферментов) или высоком уровне (например, ферменты разложения глюкозы), и о ферментах, концентрация которых может сильно варьировать, т. е. быть очень высокой или нулевой в зависимости от требований (синтез аминокислот — регуляция посредством репрессии распад лактозы — регуляция посредством индукции). Поскольку нам важно, чтобы читатель хорошо усвоил принцип регуляции, попробуем кратко резюмировать все то, что мы рассказали. Итак, регуляция осуществляется посредством репрессоров, имеющих двойную (аллостерия) специфичность во-нервых, в отношении генов-операторов, находящихся в геноме, и, во-вторых, в отношении определенных малых молекул (корепрес-соров или индукторов), находящихся в цитоплазме. К. Брэш в своей книге Классическая и молекулярная генетика так хорошо описал все эти механизмы, что лучше всего привести здесь его собственные слова [c.287]

Различия между этими двумя методами встречной передачи информации объясняются существом пересылаемых сообщений. В одном случае это длинные и подробные директивы (мРНК), в другом — всего лишь краткий приказ Прекратить производство ферментов или Начать производство ферментов . Другая причина различий — ненаправленность сообщений генома в противоположность целевой направленности на определенный оперон при передаче сообщения из цитоплазмы в геном. Геном посылает, если можно так выразиться, целое письмо в бутылке без адреса, тогда как цитоплазма говорит лишь да и нет , но эти указания предназначены определенному онерону. Но так как цитоплазма писать не умеет, природа придумала уловку все конверты с адресами также изготовляет геном (репрессоры), причем конверты устроены так, что в каждый может быть вложено только сообщение о наличии определенной молекулы . [c.288]

Образование адвентивного корня происходит из клеток камбия, причем строго в зоне сочленения его с сердцевинным лучем. Наиболее эффективно этот процесс идет в период максимальной пролиферирующей активности камбиальной ткани. Формирование корня из клеток меристематической ткани детерминировано генетически. Изменение транскрипции генетических программ, приводящее к ризогенезу, контролируется ауксином, который после взаимодействия с определенным рецептором и образования соответствующего гормон-рецепторного комплекса запускает систему ответа, приводящую к снятию репрессорной блокады с оперонов генов ферментов, изменяющих метаболизм и приводящих к корне-образованию. [c.349]

Например, культивируемые in vitro нервные клетки продолжают оставаться морфологически и биохимически похожими на обычные нервные клетки, и до сих пор не удалось найти ни одной воспроизводимой методики обратной дифференцировки этих клеток к исходным универсальным (тотипотентным) клеткам или трансформации нервных клеток в другие специализированные клетки, например в клетки почек. Следовательно, если дифференцировка обусловлена репрессией определенных совокупностей оперонов, то соответствующие репрессоры должны быть весьма устойчивыми. [c.395]

Хотя эукариоты, по-видимому, охотно используют оперон, этот прекрасный механизм контроля, изобретенный их скромными предками-про-кариотами, эмбриология будущего, вероятно, откроет новые регуляторные процессы, не встречающиеся у прокариотов. Среди них, вероятно, должен быть процесс, обеспечивающий полное подавление транскрипции тысяч или десятков тысяч сцепленных генов или даже целых хромосом. Вполне возможно, что в этом принимают участие гистоны, покрывающие хромосомную ДНК имеется даже ряд экспериментальных данных в пользу такой точки зрения. Другой регуляторный процесс, который до сих пор не обнаружен у прокариотов, но который определенно участвует в эмбриональном развитии,— это контроль синтеза белка на уровне трансляции, а не на уровне транскрипции, как это предполагает оперонная схема регуляции. Дело в том, что на ранних стадиях эмбрионального развития характер синтеза белка изменяется, хотя синтеза мЬНК в это время не происходит. Зто означает, что некоторые молекулы мРНК, присут-ствовавц]ие в яйцеклетке, в течение некоторого времени молчат , тогда как другие используются для синтеза полипептидных цепей. [c.518]

Биосинтез определенных аминокислот из более простых соединений в большинстве случаев осушествляется в ходе последовательных ферментативных реакций, и гены, кодирующие синтез соответствующих ферментов, у бактерий обычно сгруппированы в одном опероне. Например, гистидиновый оперон, в котором локализованы гены для ферментов, катализирующих последовательные стадии синтеза гистидина у Salmonella, содержит гены для десяти ферментов, каждый из которых катализирует одну из реакций, ведущих к образованию гистидина. Аналогично, аргининовый оперон Е. соИ содержит гены для восьми ферментов, которые в совокупности катализируют цепь реакций превращения глутамата в аргинин. Репрессия, вызванная аминокислотой, как и следует ожидать, предотвращает образование всех кодируемых данным опероном ферментов. [c.68]

Неиндуцибельные мутантные опероны не могут вообще выражаться. Они относятся к тем же двум генетическим классам, что и конститутивные мутанты. Для определения природы мутации могут быть использованы те же приемы изучения взаимоотношений с целью определения доминирования для каждого типа мутаций. [c.181]

Природный индуктор оперона был получен при выделении репрессора из индуцированных клеток. Белок оказался связанным с аллолактозой. Основная реакция Р-га-лактозидазы в присутствии лактозы-это процесс разложения лактозы на глюкозу и галактозу. В результате побочной реакции осуществляется перенос галактозы к определенным акцепторным молекулам с образованием (преимущественно) аллолактозы и галактобиозы. Поскольку акцептором, который используется для образования аллолактозы, является на самом деле глюкоза, реакция завершается молекулярным перераспределением. [c.188]

Смотреть страницы где упоминается термин Оперон определение: [c.205] [c.239] [c.217] [c.317] [c.104] [c.152] [c.496] [c.535] [c.48] [c.49] [c.120] [c.472] [c.405] [c.122] [c.44] [c.328] [c.298] [c.497] [c.294] [c.489] [c.22] [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология