Репрессор лактозный

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]

Объектами регуляции у прокариот являются опероны, т. е. несколько расположенных один за другим генов вместе с предшествующим регуляторным участком ДНК. В настоящее время известно большое число регулируемых оперонов. Для некоторых из них существуют специальные регуляторные белки, образующие комплекс с ДНК в районе промотора и области начала транскрипции для соответствующего оперона. Участок, с которым взаимодействует регуляторный белок,,называют оператором. Одним из наиболее изученных является регуляторный белок лактозного оперона, так называемый 1ас-репрессор. Лактозный оперон 428 [c.428]

Всего лишь 40 лет назад мысль о том, что ген можно включать или выключать, казалась абсурдной. Гипотеза, сыгравшая такую важную роль в понимании работы клеток, была выдвинута на основании изучения Е. соИ, растушей на смеси глюкозы и лактозы (дисахарид). Если бактерии предоставляли выбор источника углерода, она сначала использовала всю глюкозу и лишь затем начинала метаболизировать лактозу. Переключение на лактозу сопровождалось остановкой роста, в течение которой синтезировался фермент Р-галактозидаза, гидролизирующий лактозу до глюкозы и галактозы. Выделение и характеристика мутантных бактерий, обладающих определенными дефектами в регуляции такого переключения, дало толчок биохимическим исследованиям, которые в 1966 г. привели к идентификации и вьщелению белка-репрессора лактозного оперона. [c.183]

В результате биохимического и генетического изучения белка-репрессора лактозного оперона. репрессора бактериофага лямбда, а также других регуляторных белков у бактерий была сформулирована общая модель регуляции транскрипции у прокариот. Предполагалось, что сайт-специфические белки либо ингибируют, либо стимулируют транскрипцию какого-либо гена, присоединяясь к ДНК рядом с промотором-участком, с которого РНК-полимераза начинает синтез РНК. Считали, что изменение в положении таких регуляторных белков по отношению к ДНК (связывание или отсоединение) включает и выключает гены. [c.183]

Особенно эффективной стратегией выделения структурных и функциональных переменных является использование мутантных белков или нуклеиновых кислот. Преимущество этого подхода заключается в том, что в таких молекулах произошли замены лишь одной или нескольких аминокислот (или соответственно нуклеотидов), но это привело к таким функциональным изменениям, что позволило идентифицировать объект исследования как мутантный. В случае бактерий здесь разработаны чрезвычайно искусные приемы, с помощью которых избирательно создают изменения в нужном белке или нуклеиновой кислоте, а затем побуждают организм усилить синтез мутантных продуктов в такой степени, чтобы можно было выделить их в препаративных количествах. Именно таким путем были получены сотни мутантных белков-репрессоров лактозного оперона, содержащих отдельные аминокислотные замены. Теперь стало возможным с помощью тонких генетических манипуляций изменять по желанию почти любую аминокислоту. Это непростая задача, но все же этот путь проще, чем органический синтез, поскольку после того, как создан нужный штамм, он будет всегда производить мутантный белок. [c.39]

Б. репрессор лактозного оперона [c.409]

При вьщелении репрессора лактозного оперона ( гс-репрессор) была использована его [c.115]

Белок-репрессор лактозного оперона представляет собой тетрамер, построенный из идентичных субъединиц с мол. массой 38 ООО дальтон каждая. На одну клетку приходится около 10 таких тетрамеров (это значит, что в одном клеточном цикле должно произойти примерно 40 трансляционных событий, осуществляемых при участии /ас/-мРНК). Регуляторный ген транскрибируется со скоростью, которая, по-видимому, определяется степенью сродства его промотора к РНК-полимеразе. (Мутации в промоторе могут в значительной степени увеличивать степень выражения гена. Такой способ был скомбинирован с амплификацией локуса для получения большего количества репрессора, чем то, которое обычно присутствует в клетке.) [c.178]

Рис. 10-11. Схема дерепрессии у бактерий. Небольшая специфическая молекула связывается с белком-репрессором, в результате чего происходит изменение его конформации и отделение от ДНК, при этом расположенные рядом гены могут начать транскрибироваться. В случае примера, описанного в тексте, аллолактоза связывается с белком-репрессором лактозного оперона. в результате чего синтезируется единственный транскрипт РНК, кодирующий гри белка, которые участвуют в метаболизме лактозы (Р-галактозидаза, галакто-зиднермеаза и галактозидацетилаза) Поскольку три гена, кодирующие эти белки, расположены рядом друг с другом и их регуляция осуществляется строго координирование, кластер

В настоящее время известно много других примеров специфической репрессии бактериальных генов. В каждом случае связывание белка-репрессора с определенной последовательностью ДНК приводит к выключению гена. Процесс связывания всегда регулируется определенными сигнальными молекулами, аналогичными аллолактозе. Иногда, как в случае репрессора лактозного оперона, присутствие сигнальных молекул в клетке включает ген или единицу транскрипции, уменьшая сродство белка-репрессора к определенной последовательности ДНК. Но сигнальная молекула может использоваться и для выключения гена с помощью белка-репрессора. Например, аллостерическое изменение, вызванное связыванием сигнальной молекулы с репрессором, может повысить, а не понизить способность репрессора связываться с определенной последовательностью ДНК. Такой механизм действует в случае контроля активности пяти расположенных рядом генов, которые кодируют ферменты, необходимые для синтеза триптофана в клетках Е.соИ (trp-оперон). Синтез единственной длинной молекулы мРНК, кодирующей эти пять белков, контролируется белком-репрессором, который садится на ДНК лишь в том случае, если он связан с триптофаном (сигнальная молекула, включающая этот оперон) (рис. 10-12). [c.185]

Рис. 10-14. Концентрация глюкозы и лактозы контролирует инициацию транскринции 1ас-онерона путем воздействия на белок-репрессор лактозного оперона и САР. При добавлении лактозы происходит увеличение концентрации аллолактозы, которая удаляет белок-репрессор с ДПК (см. рис. 10-11). Добавление глюкозы вызывает уменьшение концентрации сАМР, и поскольку сАМР больше не связывается с САР, этот активаторный белок отделяется от ДПК, выключая таким образом оперон. Связывающие сайты и белки изображены в масштабе. Как показано на

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]

Мутации могут изменять свойство промоторов, и в результате выражение соответствующих оперонов может повышаться или понижаться. Так, для выделения репрессора лактозного оперона использован мутант Е. oli с измененным промотором гена-регулятора, который интенсивно синтезировал этот белок. [c.20]

Как отмечалось в гл. 4, ТМГ, соединяясь с репрессором лактозного оперона и инактивируя его, позволяет генам этого оперона транскрибироваться, в результате чего синтезируются Р-галактозидаза и пермеаза. Для того чтобы ТМГ соединился с репрессором, он должен присутствовать в клетке в достаточно высокой концентрации, иначе опи просто не встретятся. Если в среде концентрация ТМГ 10 М то неиндуцированные клетки не могут накопить его [c.244]

A. Неправильно. Аллолактоза связывается с репрессором лактозного оперона. Когда концентрация аллолактозы становится достаточно высокой, она связывается с репрессором и вызывает такие аллостерические изменения конформации, которые приводят к ослаблению связи репрессора с ДНК, тем самым обеспечивая возможность транскрипции. [c.410]

В индукции участвуют САР и репрессор лактозного оперона (рис. 10-29). Для включения оперона САР должен связаться с ним, а репрессор лактозного оперона должен отделиться. Присутствие лактозы в среде способствует повышению внутриклеточной концентрации аллолактозы, которая связывается с лактозным репрессором, вследствие чего происходит снижение его сродства к соответствующему сайту связывания и в результате-отсоединение от ДНК. С удалением лактозного репрессора удовлетворяется одно условие индукции. Второе условие связано с концентрацией глюкозы. При снижении концентрации глюкозы внутриклеточный уровень сАМР повышается сАМР связывается с САР и изменяет его конформацию таким образом, что тот становится способным взаимодействовать со своим сайтом связывания. Когда САР присоединен (а репрессор лактозного оперона отсутствует), РНК-полимераза может связаться с промотором и начать транскрипцию. [c.411]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология