Негативной регуляции

Таблица 41.1. Влияние позитивной и негативной регуляции на уровень экспрессии генов

К этим элементам относятся промоторные последовательности, с которыми связывается РНК-поли-мераза, и последовательности, влияющие на скорость инициации транскрипции благодаря связыванию со специфическими белками, репрессорами или активаторами (рис. 8.1 и разд. 3.2.в). Все гены прокариот транскрибируются с помощью единственной РНК-полимеразы, которая при своем функционировании связывается с сигма(а)-факто-рами, поэтому организация разных промоторов у прокариот одинакова (рис. 3.8). Все последовательности, входящие в регуляторную область, располагаются в основном на расстоянии 50 - 75 пар оснований до точки инициации транскрипции и лишь иногда элементы, ответственные за позитивную или негативную регуляцию, находятся еще дальше от этой точки либо в пределах транскрибируемого участка или даже за его З -концом. [c.21]

В случае негативной регуляции белок-рецептор связывается с участком, расположенным рядом с промотором, и подавляет активность РНК-полимеразы. Альтернативный способ регуляции генной активности основан на действии белков-активаторов, усиливающих активность РНК-полимеразы. У Е. соИ такая позитивная регуляция играет важную роль в активации транскрипционных единиц, обладающих относительно слабыми промоторами, которые сами по себе плохо связываются с полимеразой. Присоединение белка-активатора к специфической последовательности ДНК, расположенной недалеко от промотора, облегчает посадку РНК-полимеразы, что в конечном итоге приводит к повышению вероятности транскрипции. [c.186]

Конструирование штаммов на основе ступенчатого отбора существенно упрощается и ускоряется, если использовать селективные и полуселективные методы, позволяющие отбирать нужные мутанты из большой популяции клеток. Многие из таких методов основаны на использовании структурных аналогов естественных метаболитов и субстратов. Например, в селекции продуцентов аминокислот широко применяют аналоги этих соединений. Действуя как ретроингибиторы или корепрессоры, аналоги выключают синтез естественных метаболитов, однако не могут заменить их функционально. Более того, нередко аналоги подавляют ферментативные реакции, в которых участвуют природные соединения. Поэтому на минимальной среде с аналогом выживают и образуют колонии лишь те клетки, у которых нарушены механизмы негативной регуляции биосинтеза соответствующей аминокислоты и которые вследствие этого избыточно ее синтезируют. (Устойчивость к аналогу могут вызывать также мутации, которые блокируют его поступление в клетку.) Часто проводят несколько этапов селекции, используя различные аналоги или повышающиеся концентрации одного и того же аналога, а также получая мутации ауксотрофности и мутации, вызы- [c.79]

Помимо общей регуляции с помощью БАК-сАМР существует индивидуальная регуляция катаболитных оперонов. Классическим примером является негативная регуляция лактозного оперона. В отличие от ранее рассмотренных димерных белков-регуляторов репрессор лактозного оперона представляет собой тетрамер и содержит два идентичных центра связывания ДНК- Пространственная структура этих центров формируется Х-концевыми участками полипептидных цепей, которые, судя по их аминокислотной последовательности, способны образовывать биспиральные элементы, аналогичные биспиральным ДНК-узнающим элементам репрессора фага л и БАК - С-концевые домены субъединиц лактозного репрессора формирует два центра связывания индуктора лактозного оперона. [c.150]

Выражение /ас-генов контролируется по типу негативной регуляции. Из этого следует, что гены транскрибируются при условии, что они не выключены регуляторным белком. Следовательно, при мутации, инактивирующей репрессор, гены остаются в активном состоянии. Поскольку функция регулятора сводится к предотвращению выражения структурных генов, он был назван бел-ком-репрессором. [c.178]

Рис. 10-6. Сравнение позитивной и негативной регуляции. В данном примере показан контроль на уровне транскрипции, однако те же два типа контроля могут быть задействованы на любом из этапов регуляции, представленных на рис. 10-2.

Для связывания РНК-полимеразы с последовательностью промотора необходимо наличие комплекса белка-активатора катаболитных генов (САР) с сАМР. Накопление сАМР происходит независимым образом только при недостатке в питательной среде источника углерода. В присутствии глюкозы или глицерола в концентрациях, обеспечивающих рост, концентрация сАМР в бактерии оказывается недостаточной для образования комплекса с САР и ДНК-зависимая РНК-полимераза не может начать транскрипцию Ьас-оперона. Транскрипция начинается только при наличии комплекса САР—сАМР, связанного с промотором. Комплекс САР-сАМР действует как позитивный регулятор, поскольку его присутствие необходимо для обеспечения экспрессии генов. Таким образом, La -оперон является объектом как позитивной, так и негативной регуляции. [c.113]

Негативная регуляция Позитивная регуляция [c.109]

Какие схемы негативной регуляции вы знаете Чем они различаются [c.437]

Работе РНК-полимеразы, транскрибирующей тот или иной ген, способствуют или препятствуют регуляторные белки они связываются с участками ДНК, называемыми операторами. Белок, осуществляющий негативную регуляцию, препятствует транскрипции, а позитивную - способствует ей (стимулирует ее). В первой главе мы расскажем о работе одного регуляторного белка, Х-репрессора, который является одновременно и позитивным, и негативным регулятором транскрипции. [c.17]

Репрессор, связанный с 0 2, выключает ген его, препятствуя связыванию РНК-полимеразы с Такой эффект обусловлен тем, что Сто закрывает участок ДНК, который должен быть доступен, чтобы полимераза связалась с Когда репрессор занимает 0 2, РНК-полимераза не имеет доступа к той последовательности, которую ей необходимо опознать в промоторе. Этот принцип взаимно исключающего связывания лежит в основе многих механизмов негативной регуляции. [c.29]

Действие Сго проще, чем действие репрессора. Как показано на рис. 1.22, димеры Сго связываются независимо (не кооперативно) с тремя участками Or. В отличие от репрессора Сго-белок со строго негативной регуляцией. Главная особенность функционирования Сго состоит в том, что три участка Or по сродству к нему располагаются в обратном порядке по сравнению с таковым для репрессора. На рис. 1.23 показано, что первая синтезированная молекула Сго связывается с Or3. Это препятствует связыванию полимеразы с Pr, и подавляет дальнейший синтез репрессора. К этому моменту переключатель генов сработал и начался литический цикл. [c.37]

Негативные и позитивные саморегулирующиеся системы, примерами которых являются два способа саморегуляции концентрации репрессора, совершенно по-разному отвечают на возмущения. Негативная регуляция способствует стабильности, т.е. поддержанию гомеостаза, тогда как позитивная ведет к неустойчивости. Если бы действовала только негативная регуляция, то при повышении или понижении концентрации репрессора скорость его синтеза соответственно уменьшалась бы или увеличивалась и концентрация возвращалась бы к равновесному уровню. Позитивная регуляция, наоборот, усиливала бы любое изменение концентрации репрессора при ее увеличении она повышала бы скорость синтеза репрессора, а при падении-снижала. [c.40]

Напомним (гл. 1), что Or2 участвует как в позитивной, так и в негативной регуляции при связывании с этим участком репрессор выключает Pr и стимулирует Pr, . Механизм негативной регуляции обычен репрессор, связанный с Or2, закрывает часть поверхности ДНК, которая должна быть доступна для связывания полимеразы с Pr. Участок промотора, который покрывается репрессором, в этом случае меньше, чем при заполнении Or 1, но даже этого достаточно для репрессии. [c.58]

При негативной регуляции перед геном, перекрываясь с промотором, расположен оператор, предназначенный для связывания [c.20]

Белки, осуществляющие негативную регуляцию, называются репрессорами.. Места их связывания на ДНК называются операторами. Способность многих репрессоров связываться со своими операторами зависит от низкомолекулярных лигандов — эффекторов. Эффекторы, снижающие сродство репрессора к оператору,, называются индукторами. В отсутствие индуктора репрессор связывается с оператором и мешает РНК-полимеразе начинать синтез РНК с промотора (промотор репрессирован). В комплексе с индуктором репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего промотор активируется (индуцируется). Другие реп-рессоры, наоборот, могут связываться с оператором только в комплексе с эффектором (который в этом случае называется корепрес-сором). В присутствии корепрессора промотор неактивен (репрессирован), в отсутствие корепрессора активируется (дерепресси-руется). [c.142]

Негативная регуляция (Negative ontrol) Тип регуляции, при котором транскрипция гена подавляется ре-гуляторнь[М белком (репрессором) соответственно при инактивации белка-регулятора структурные гены остаются в активном состоянии. [c.554]

Способность /ас/ -мутантов к конститутивному выражению генов согласуется с поведением системы негативной регуляции. Ген lad кодирует белок-репрессор, способный выключать транскрипцию группы генов la ZYA. Мутация гена, приводящая к lad ", позволяет генам экспрессироваться конститутивно, поскольку репрессор становится неактивным. [c.179]

Клетки эукариот содержат больщое количество сайт-снецифических ДНК-связывающих белков, основная функция которых состоит во включении или выключении генов. Каждый из этих белков-регуляторов, присутствующих в количестве нескольких копий на клетку ( 1 молекула на 3000 нуклеосом или 10" копий на клетку млекопитающего), узнает определенные последовательности ДНК, длиной 8-15 нуклеоти-дов. Нрисоедипепие таких белков к ДНК может либо вызвать гранскрипцию расположенного рядом гена (позитивная регуляция), либо подавить ее (негативная регуляция) (рис. 10-6). Далее мы расскажем о некоторых механизмах, участвующих в этих процессах (см. разд. 10.2.7). Различные тины клеток многоклеточного организма обладают разными белками-регуляторами, в результате каждый тин клеток транскрибирует свой собственный набор генов. [c.179]

Упрощая, можно сказать, что существуют лишь два типа регуляции экспрессии генов — позитивная и негативная (табл. 41.1). Когда благодаря действию специфических регуляторных элементов уровень экспрессии генетической информации количественно возрастает, регуляция называется позитивной. Если уровень экспрессии благодаря действию иных регуляторных элементов понижается, говорят о негативной регуляции. Регуляторный элемент или молекулу, участвующие в качестве посредников в негативной регуляции, называют негативными регуляторами элементы, осуществляющие позитивную регуляцию— позитивными регуляторами. Однако позитивный эффект получается и при двойном негативном воздействии. То есть эффектор, ингибирующий действие негативного регулятора, оказывает в итоге позитивное регуляторное влияние. Во многих регуляторных системах, функционирующих как индуцибе-льные, на молекулярном уровне в действительности имеет место так называемая дерепрессия. (Описание этих терминов см. в гл. 10.) [c.109]

В основе индукции синтеза ферментов лактозного оперона л ежит механизм негативной регуляции исходно репрессор запрещает транскрипцию генов лактозного оперона индукция. заключается в инактиви-ровании репрессора аллостерическим эф,фектором —индуктором. Таким образом, И В случае индукции путем негативной регуляции, и в случае репрессии синтеза ферментов взаимодействие репрессора с оператором лр.иводит к подавлению процесса транскрипции соответствующих структурных генов. Различие заключается в том, что при индукции путем негативной. регуляции эффектор (индукто р), взаимодействуя с репрессором, понижает сродство последнего к оператору, а в случае репрессии эффектор (корепрессор) пО(В ы.шает это сродство. [c.121]

В случае индукции и репрессии исследователь имеет дело с так называемой негативной регуляцией выражения генов. Существует также механизм позитивной регуляции — активация действия генов, которая осуществляется с помощью аллостери-ческих регуляторных белков. Наиболее известные и хорошо изученные примеры такого рода регуляции — это регуляция катаболизма арабинозы и синтеза щелочной фосфатазы у Е. соИ. [c.19]

В связи с этим авторы вновь возвращаются к идее о том, что катаболитная репрессия связана с негативной регуляцией активности катаболических оперонов и опосредована специфическим метаболитом (или классом специфических метаболитов), накапливаемым в клетках в условиях, ведущих к развитию катаболитной репрессии. Этот метаболит-писредник действует на уровне инициации транскрипции и подавляет выражение катаболических оперонов. Комплекс цАМФ — БАК, связываясь с РНК-полимеразой, препятствует его действию и тем самым повышает эффективность транскрипции. Таким образом, проявление катаболитной репрессии будет зависеть как от концентрации метаболита-посредника, так и от содержания в клетке цАМФ. [c.38]

Рис. 16.5. Схема регуляции /ас-оперона Е. oli (индуцибельная система негативной регуляции (F. Ayala, J. Kiger, 1980. А — репрессия репрессор — продукт гена / связывается с оператором и запрещает транскрипцию оперона 6 — индукция молекула индуктора, соединяясь с репрессором, препятствует его связыванию с оператором. Происходит транскрипция оперона

Схема регуляции /ас-оперона, в которой низкомолекулярный эффектор лактоза служит индуктором, носит название индуци-белъной схемы негативной регуляции. Негативной эта регуляция названа потому, что белок — продукт гена-регулятора, связываясь с оператором, запрещает транскрипцию, т. е. действует негативно на экспрессию генов оперона. [c.418]

Это тоже негативная регуляция, однако в отличие от /ас-оперона Я/х-оперон работает по ре пресс ибельной схеме. В данном случае эффектор-гистидин является корепрессором. Репрессия биосинтеза гистидина происходит только в его присутствии. [c.418]

Наряду с негативной регуляцией, или репрессией, показана и позитивная регуляция. В частности, этот механизм продемонстри- [c.419]

Рис 4 4 Гены /ас-оперона /ас-Репрессор выключает три гена, которые считываются в виде одной молекулы РНК и кодируют ферменты метаболизма лактозы Соединение ИПТГ (изопропилтио-Р-галактозид) напоминает лактозу и индуцирует все три гена одновременно При связывании с индуктором репрессор не разрушается, а модифицируется таким образом, что теряет сродство к оператору /ас-Репрессор осуществляет только негативную регуляцию, и кодирующий его ген lad все время транскрибируется с малой эффективностью На рисунке не изображен БАК, который помогает полимеразе связаться с промотором и начать транскрипцию в присутствии сАМР, если свободен /ас-промотор [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология