Гены-операторы репрессоры

Блокируя эти операторы, репрессор предотвращает синтез ферментов, необходимых для исключения ДНК фага Л, из бактериальной хромосомы, а также для репликации и транскрипции остальных генов. [c.260]

Как было указано, концентрация ряда ферментов в клетках резко снижается при повышении содержания отдаленных конечных продуктов, образующихся в цепи последовательных ферментативных реакций. Такой эффект, получивший название репрессии ферментов, часто наблюдается при реакциях биосинтеза. В этих случаях молекулы репрессора, также образующиеся в рибосомах ядра по команде гена-регулятора, являются неактивными и сами по себе не обладают способностью подавлять деятельность гена-оператора и, следовательно, всего оперона, но приобретают такую способность после образования комплекса с конечным или одним из конечных продуктов биосинтетического процесса (см. рис. 14.13). [c.537]

Индуцированный синтез подавляется специфическим веществом — репрессором, находящимся в цитоплазме. Репрессор синтезируется особым геном-регулятором. Позднее было показано, что репрессоры — белки. Репрессор действует на ген-оператор, управляющий переносом информации от нескольких структурных генов к синтезируемым белкам. При воздействии реп-рессора прекращается работа всей совокупности зтих генов — всего оперона. [c.287]

Индуктор синтеза взаимодействует с белком-репрессором и выключает его влияние на ген-оператор. [c.287]

Природа репрессора не ясна. Наиболее вероятно, что это белок четвертичной структуры с двумя аллостерическими центрами, один из которых комплементарен гену-оператору, другой— эффектору. При взаимодействии с эффектором сродство репрессора к оператору изменяется. [c.16]

А. Ген-регулятор образует репрессор, блокирующий ген-оператор и тем самым предотвращающий формирование г-РНК на структурных генах. В присутствии эффектора (индуктора) репрессор инактивируется п геп-оператор дает сигнал структурным генам начать работу. Б. Репрессор становится активным при соединении с эффектором в данном случае роль эффектора может выполнять продукт одного из ферментов, образованных структурными генами (угнетение по принципу обратной связи). [c.284]

Если же оператор закрыт, то никакого синтеза то-РНК не происходит. Оператор бывает закрыт, когда он вступает в контакт со специфическим цитоплазматическим репрессором, образованным геном-регулятором. Репрессор действует негативно в том [c.284]

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]

Механизмы репрессии и индукции во многом близки между собой, иногда говорят, что оба процесса подобны двум сторонам одной медали. В управлении обоими важную роль играет вещество — репрессор, который может вызвать либо синтез всей группы ферментов, осуществляющей цепь реакций, либо подавить его, полностью парализовать. Действие репрессора определяется влиянием на него химического соединения — метаболита клетки, играющего роль регуляторного сигнала. Это тот самый метаболит (например, Ь-изолейцин), который является конечным продуктом реакции и которого в клетке нужно то больше, то меньше. Если в системе накопится его избыток, он может соединяться с репрессором, либо последний может оставаться свободным. При связывании репрессор либо активируется, либо инактивируется в зависимости от того, какая система имеет место в данном случае — репрессируемая или индуцируемая. В активном состоянии репрессор соединяется со специальным участком ДНК (геном-оператором), который выключает все структурные гены, [c.89]

Допустим, что речь идет о необходимости создать ферменты для некоторой последовательности реакций, заканчивающейся образованием продукта Р. Пусть для этой последовательности нужно три фермента. Тогда по схеме Моно и Жакоба этот продукт вступает в реакцию с одним из белков, производимым на особом участке ДНК, называемом геном-регулятором. Это соединение, так называемый репрессорный белок, в свою очередь, действует на систему, состоящую из участка ДНК, называемого оператором (ген-оператор), и участков, называемых структурными генами. На структурных генах и получается м-РНК, непосредственно используемая для синтеза требуемых белков-ферментов. Роль гена-оператора заключается в контролировании скорости использования структурных генов для синтеза белка. Если репрессор соединился с геном-оператором, блокировал его, то работа соответствующих структурных генов прекращается. В нашем примере ген-оператор должен контролировать деятельность трех участков ДНК, производящих нужные м-РНК и, следовательно, и ферменты для данной сложной реакции. Выключение оператора в результате фиксации на нем белка репрессора, связанного с продуктом реакции Р, прекращает и производство ферментов для реакции. Если концентрация продукта Р понизилась, оператор освободился от блокады, то синтез ферментов возобновляется и вся биохимическая машина запускается вновь. [c.189]

Молекулярный механизм иммунитета сводится к следующим процессам. Лизогенная клетка по программе, содержащейся в гене-регуляторе вирусной ДНК, образует специальное вещество — репрессор, который взаимодействует с геном-оператором, [c.168]

Установлено что при отсутствии вещества А репрессор связан с геном-оператором и синтез белков-ферментов Е - -З не идет. При появлении метаболитов возможны два варианта [c.318]

Если молекула какого-либо корепрессора связывается своим активным участком с молекулой репрессора, то она усиливает эффект от связывания репрессора с геном-оператором. При этом происходит инактивация гена-оператора, что фактически препятствует включению структурных генов. [c.178]

Деятельность оперона в качестве поставщика иРНК контролируется геном-оператором, функция которого контролируется пространственно изолированным от него геном-регулятором, обеспечивающим синтез бел-ка-репрессора. Именно свободный белок-репрессор связывается с геном-оператором и блокирует функцию оперона либо переводит его в неактивное (репрессорное) состояние. [c.254]

Белок-репрессор, в свою очередь, подвержен воздействию аллостерических индукторов, которые соединяются с ним и изменяют его структуру, что стимулирует или ингибирует возникновение репрессора с геном-оператором. В качестве аллостерических индукторов часто выступают субстраты (индуцированный синтез ферментов) или продукты реакции. Регуляторное влияние их показано на рис. 97. [c.254]

Лактозный оперон (1ас-оперон) включает структурные гены трех ферментов X, V и А (отвечают за взаимозависимый синтез Р-галактозидазы, галактозилпермеазы и ацетилтрансферазы), контролирующих метаболизм лактозы в клетке (рис. 3.2). Экспрессия ферментов регулируется белком-репрессором — продуктом гена-регулятора (К), пространственно удаленного от гена-оператора (О). Субъединищ.1 репрессора (38кДах4) возникают с постоянной скоростью. Репрессор обладает высоким сродством к соответствующему оператору (К = моль/л). Именно белок-репрес-сор, будучи присоединен к гену-оператору, препятствует транскрипции структурных генов X, V и А. [c.38]

Регуляторный механизм репрессии конечным продуктом показан на рис. 22. Из него видно, что ген-регулятор образует апорепрессор, превращающийся в репрессор только после связи с конечным продуктом реакций — корепрессором. Только в таком связанном виде репрессор блокирует ген-оператор и прекращает синтез фермента. [c.48]

Таким образом, биосинтез мРНК, контролирующий синтез белка в рибосомах, зависит от функционального состояния репрессора. Этот репрессор представляет собой тетрамерный белок с общей мол. массой около 150000. Если он находится в активном состоянии, т.е. не связан с индуктором, то блокирует ген-оператор и синтеза мРНК не происходит. При поступлении метаболита —индуктора —в клетку его молекулы связывают репрессор, превращая его в неактивную форму (или, возможно, снижают его сродство к гену-оператору). Структурные гены выходят из-под запрещающего контроля и начинают синтезировать нужную мРНК. [c.537]

Модель оперона полностью подтверждена генетическими исследованиями, доказавшими существование гена-регулятора, гена-оператора и их мутаций. Синтез -галактозидазы в Е. olt контролируется так называемым Лак-опероном. На него действует Лак-репрессор — тетрамерный белок с м. м. 150 000. [c.287]

Механизм репрессии конечным продуктом на уровне транскрипции стал проясняться с 50-х гг. XX в. Большой вклад в это внесли работы Ф. Жакоба и Ж. Моно. Было показано, что наряду со структурными генами, кодирующими синтез ферментов, в бактериальном геноме существуют специальные регуляторные гены. Один из них — ген-регулятор (ген К), функция которого заключается в регуляции процесса транскрипции структурного гена (или генов). Ген-регулятор кодирует синтез специфического аллосте-рического белка-репрессора, имеющего два центра связывания один узнает определенную последовательность нуклеотидов на участке ДНК, называемом оператором (ген О), другой — взаимодействует с эффектором. Ген-оператор расположен рядом со структурным геном (генами) и служит местом связывания репрессора. В отличие от операторных генов гены-регуляторы расположены на некотором расстоянии от структурных генов (продукты регуляторных генов — репрессоры являются свободно диффундирующими белковыми молекулами). [c.119]

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]

Механизм регуляции транскрипции заключается в следующем. Белок-репрессор синтезируется в неактивном состоянии в виде прорепрессора. Конечный продукт деятельности ферментов — триптофан — является активатором белка-репрессора, который после активации взаимодействует с геном-оператором и останавливает транскрипцию (рис. 29.6). [c.473]

Названные выше гены в хромосомной ДНК обладают специфическими функциями (средний размер гена оценивают в 1300 пн) Ген-регулятор определяет синтез белка-репрессора, способного связываться с оператором (см ) на ДНК или с РНК, предотвращая соответственно транскрипцию или трансляцию Ген-оператор — участок ДНК, связываясь с которым белок-репрессор предотвращает инициацию (начало) транскрипции на прилежащем промоторе, ответственном за связывание фермента РНК-полимеразы, инициирующей транскрипцию гена На промоторе гена эукариотической клетки имеется специфический локус (участок), в десятки—сотни тысяч раз повышающий число посадок РНК-полимера-зы на промотор ближайшего гена Этот локус называется энхан-сером, или усилителем (от англ enhan er — усилитель) Энхансеры тканеспецифичны Они представляют собой большую разнообразную группу регуляторных элементов клетки Другими словами это элементы позитивного контроля К элементам негативного контроля относятся сайленсеры (от англ silen er — глушитель), угнетающие транскрипцию Энхансеры и сайленсеры обладают только цис-действием, влияя на гены, локализующиеся на той же молекуле [c.159]

При каждой группе имеется ген-оператор, запрещающий работу оперона по сигналу от гена-регулятора. Сигналом является репрессор, вырабатываемый регулятором. Активность репрес-сора в свою очередь определяется наличием или отсутствием специфических метаболитов, получивших название эффекторов. Под влиянием эффектора репрессор инактивируется и репрессия оперона снимается. В других случаях регулятор продуци- [c.15]

НИМ опероном (рис. 123). Имеется здесь и ген-регулятор, вырабатывающий апорепрессор. Параллель с биосинтезом аргинина можно продолжить если налицо имеется коренрессор, то он связывается с апорепрессором с образованием активного голоренрессора, который и здесь выключает ген-оператор, препятствуя передаче генетической информации, заключенной в структурных генах оперона. Отличие состоит в том, что корепрессор образуется при распаде глюкозы. Если в среде достаточно глюкозы, то в большом количестве образуются также корепрессор и активный репрессор, и, следовательно, синтез ферментов, расщепляющих лактозу, будет подавлен (рис. 129). Это очень рационально. В самом деле, зачем клетке в поте лица синтезировать ферменты для усвоения лактозы, если в ее распоряжении в избытке имеется глюкоза, которую она может реализовать с помощью своих конститутивных ферментов — они-то ведь всегда под рукой. [c.282]

При распаде лактозы действуют одновременно две системы во-первых, система разложения лактозы и, во-вторых, конститутивный путь распада глюкозы в последний и отводятся продукты распада лактозы. Нельзя ожидать, что обе системы будут заранее в точности согласованы друг с другом. Если распад лактозы будет 1дти с небольшой скоростью, то ничего страшного не произойдет небольшие количества продуктов распада лактозы глюкозный путь в состоянии переработать немедленно. Иное дело, если будет разложено больше лактозы, чем глюкозный путь в состоянии осилить. Вот тут-то и включается тонкая настройка галактоза — промежуточный продукт, образующийся на первом этапе разложения лактозы,— накапливается все в большем количестве и начинает действовать как корепрессор. Она оттесняет индуктор (лактозу) от апорепрессора и связывается с ним, образуя активный репрессор. В результате выключается ген-оператор, блокируется синтез ферментов и на некоторое время прекращается распад лактозы — до тех пор, пока не снизится в достаточной степени концентрация галактозы. Лишь после этого настройку можно считать завершенной (рис. 133). [c.284]

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]

Индуктор, вводимый в систему, соединяется с репрес-сором и переводит его в неактивную форму. Репрессор перестает действовать на ген-оператор, и оперон деблокируется, начинает работать. Синтезируется р-галакто-зидаза. Эти соотношения схематически показаны на рис. 89. [c.303]

Как известно, за последние годы значительно расширились представления о роли дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) при хранении и передаче генетической информации в процессе деления клетки. Существенно увеличились 31нания о функциях информациоиных рибонуклеиновых кислот (иРНК), считывающих закодированную в ДНК метаболическую информацию и передающих ее в рибосомах синтезируемым белкам-ферментам. Возникли новые представления о коде, кодонах, оперонах, генах-операторах и регуляторах, о репрессорах и индукторах, о влиянии метаболитов цитоплазмы яа выдачу информации, заключенной в молекулах ДНК. [c.3]

Эжекторы — ингибиторы, управляющие активностью репрессоров. В случае образования индуцируемых белков-ферментов роль эффектора выполняет метаболит-нндуктор, который инактивирует репрессор, в результате чего снимается репрессия гена-оператора. Соединение эффектора с рецрессором меняет сродство последнего к оператору. Такое взаимодействие эффекторов с репрессором создает условия для транскрипции на цистронах оперона соответствующей мРНК, а это в свою очередь вызывает синтез закодированных в этих цистронах белков-ферментов. [c.90]

Роль метаболита при репрессии биосинтеза сводится, по-видимому, к аллостерическому соединению с белком-репрессором. При этом репрес-сор изменяется так, что он уже не может взаимодействовать с геном-оператором. Таким образом, перепроизводство конечного продукта данного метаболического пути влечет за собой активацию репрессора и, следовательно, снижение скорости синтеза ферментов, необходимых для данного метаболического пути. [c.437]

Репрессор представляет собой особый аллостерический белок, который либо связывается с геном-оператором, подавляя его активность ( выключает его), либо не связывается с ним, позволяя ему стать активным ( включает его). Когда оператор включен , структурные гены осуществляют транскрипцию и образуется мРНК, которую рибосомы и тРНК транслируют в полипептиды. Когда оператор выключен , мРНК не образуется и кодируемые ею полипептиды не синтезируются (рис. 23.34). [c.178]

Механизм, от которого зависит, присоединится ли аллостерический белок к гену-оператору или нет, прост, но при этом чувствителен к изменениям внутри клетки. Предполагается, что в молекуле репрессора имеется по меньшей мере два активных участка, к которым может присоединиться либо молекула индуктора, либо молекула репрессора, в зависимости от их концентрации в данное вредта, как это описано в разд. 23.9.4. [c.178]

При культивировании Е. соИ на среде с глюкозой ген-регулятор продуцирует белок, обладающий свойствами репрессора, который связывается с геном-оператором и выключает его. Структурные гены при этом не активируются, и ни р-галактозидаза, ни лактопермеаза не синтезируются. При переносе бактерий на среду с лактозой последняя, как полагают, действует как индуктор синтеза белка, присоединяясь к молекуле репрессора и препятствуя ее соединению с геном-оператором. Структурные гены переходят в активное состояние, продуцируется мРНК и синтезируются белки. Таким образом лактоза индуцирует собственное расщепление. [c.178]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология