Гены-операторы структурные

Геи-регулятор Ген-оператор Структурные гены [c.284]

Ген-оператор Структурные гены [c.275]

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]

Ri и R 2 — гены-регуляторы, Oi и Оа — гены-операторы, х, структурные гены цистронов. [c.208]

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]

Я н о представляют собой гея-регулятор и ген-оператор соответственно, У, 2, 3... представляют собой структурные гены. Продукт гена-регулятора БР может соединяться непосредственно с О, однако этого может ие произойти, если БР сначала соединится с индуктором. Наоборот, БР не сможет связаться с О без предварительного соединения с корепрессором. [c.71]

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]

Очевидно, у более высокоорганизованных форм нельзя говорить об опероне как о группе непосредственно соседствующих друг с другом структурных генов и гена-оператора. По-прежнему ничего достоверного о том, каким образом функционально связанные гены, находящиеся в разных хромосомах, могут быть одновременно репрессированы, не известно. [c.290]

Два разных метода определения числа частиц с нарушенной функцией управления дали однозначные результаты. Нетрудно заметить, что во всех опытах с увеличением дозы облучения наблюдается возрастание числа частиц, преодолевающих иммунитет. При этом возрастание при больших дозах облучения значительно перекрывает расчетные выходы. Теоретические расчеты выходов частиц с нарушенной функцией управления при каждой дозе излучения основаны на сопоставлении размеров двух мишеней совокупности структурных генов, на долю которых приходится 99% физической длины молекулы ДНК, и совокупности гена-регулятора и гена-оператора, занимающих 1% . [c.171]

Конечно, указанную выше задачу можно решать и на клеточном уровне — на бактериальных системах. Среди этих систем имеется ограниченное число моделей. К ним можно отнести хорошо изученные области хромосом бактериальных клеток лактозную и гистидиновую области, а также область шелочной фосфатазы. Названные области содержат в своем составе наряду со структурными генами гены-регуляторы и гены-операторы. [c.190]

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]

Гемолиз — разрыв мембран эритроцитов крови и выход из них гемоглобина в плазму. Ген-оператор — участок молекулы ДНК, который включает процесс синтеза белка на основе структурного гена. [c.488]

Согласно теории Ф. Жакоба и Ж. Моно, в биосинтезе белка у бактерий участвуют по крайней мере 3 типа генов структурные гены, ген-регулятор и ген-оператор. Структурные гены определяют первичную структуру синтезируемого белка. Именно эти гены в цепи ДНК являются основой для биосинтеза мРНК, которая затем поступает в рибосому и, как было указано, служит матрицей для биосинтеза белка. Регуляция синтеза белка путем индукции представлена на рис. 14.12. [c.535]

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]

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]

Геы-регулятор Ген-оператор Структурные гень. [c.491]

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]

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]

Имеется еще один механизм регуляции, связанный со снижением скорости транскрипции, так называемая аттенуация. В клетках Е. соИ, как и в других бактериях, между первым структурным геном и геном-оператором расположена лидерная последовательность порядка 140—150 нуклеотидов, так называемый аттенуатор. Даже небольшой избыток конечного продукта того же триптофана приводит к тому, что РНК-полимераза, достигнув аттенуатора, перестает транскрибировать оперон. Уменьшение конечного продукта вновь включает транскрипцию. [c.473]

Чтобы объяснить действие индуктора (случай, когда глюкозы в среде нет, но присутствует лактоза), Жакоб и Моно предположили, что индуктор взаимодействует со вторым специфическим связывающим участком белка-репрессора, т. е. с центром связывания индуктора. При этом образуется индуктор-репрессорный комплекс, что приводит к снижению сродства репрессора к операторному участку ДНК и к освобождению последнего. Как только индуктор-репрессорный комплекс покидает оператор, структурные гены Р-галактозидазы и двух других белков оказываются доступными для транскрипции и РНК-полимераза синтезирует с них мРНК. Эти мРНК используются далее в качестве матриц для синтеза указанных белков в рибосомах, в результате чего клетка получает возможность утилизировать лактозу в качестве источника углерода и энергии. [c.957]

О произошло раньше, чем начнется воздействие индуктора. Индуктор, взаимодействуя с БР, так модифицирует его, что последний теряет способность связываться с О. В результате репрессия снимается и происходит транскрипция. Эту теорию можно расширить для случая, когда в клетке повышается концентрация какого-то катаболи-та. Тогда этот катаболит будет взаимодействовать с БР, снимая действие индуктора. Переключение с катаболического пути на анаболический осуществляется геном-регулятором ряда биосинтетических ферментов. Ген-регулятор контролирует синтез репрессора, который не может связываться с О до тех пор, пока к нему не присоединится конечный продукт. В генетическом анализе ген-регулятор обозначают как 7 -ген тогда 0-ген соответствует участку оператора, обладающему сродством к продукту -гена, а структурные гены контролируют синтез белков а, Ь, с и т. д., необходимых для осуществления метаболического процесса. [c.71]

Именно пространственный код, т. е. общее структурное соответствие, определяет и организацию обратных связей во всех описанных случаях. Матрица — оперон — производит вторичные матрицы (РНК), на которых синтезируются белки — ферменты они катализируют какие-то реакции. Если продукт этих реакций не используется с должной скоростью, то он может реагировать с белком, производимым геном-регулятором, и, соединяясь затем с геном-оператором, затормозить синтез целой группы биокатализаторов. Эта иллюстрация важности матричного принципа данная молекула реагирует с такой, конфигурация которой соответствует ее собственной геометрии, а движения отдельных частей молекулы могут лишь способствовать лучшему и более энергически выгодному контакту. Вполне естественно, что в конечном счете обратные связи этого типа поддерживают и сохраняют именно геометрический план динамической структуры. [c.191]

Дополнительный ген, называемый геном-оператором (О), следит за тем, чтобы группа генов Sj — S4 выключалась одновременно. Он находится (вероятно, всегда) на одном конце цепи генов (рис. 123). Ген-оператор в известной степени контролирует входящие в данную группу структурные гены он определяет, будут ли они действовать, т. е. строить соответствующие ферменты, или останутся неактивными. Вся группа генов в целом, т. е. ген-оператор совместно со структурными генами, получила название оперона. Этот термин принадлежит Франсуа Жакобу и Жаку Moho, которые за свою гипотезу оперона (в числе прочих открытий) получили в 1965 г. Нобелевскую премию. [c.274]

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]

К первой категории относятся, к примеру, ферменты, синтезирующие некоторые коферменты. Конечно, каждый апофермент требует кофермента. Но что это означает на практике Один апофермент состоит в среднем из 150 аминокислот следовательно, для 150 молекул аминокислот требуется всего одна молекула кофермента. Поэтому синтез коферментов может идти с небольшой скоростью. Такие медленные цепи синтеза обслуживают, естественно, лишь очень немногочисленные молекулы соответствующих ферментов. По-видимому, в их опероне ген-оператор или структурные гены, так сказать, но самой своей природе медлительны, т. е. способны всегда синтезировать лишь очень небольшое количество ферментов, не нуждаясь при этом в какой-либо особой регуляции. Если иерепроизвод-ство коферментов все же произойдет, то оно не будет иметь никаких серьезных последствий, поскольку общий объем продукции все равно будет [c.286]

Координация распространения вздутий с пространственным расположением дисков друг подле друга может навести на мысль, что мы имеем здесь дело с истинным опероном, что поперечные диски (или пуффы) соответствуют структурным генам, а первый пуфф можно сравнивать с геном-оператором. Однако следует соблюдать сугубую осторожность в [c.297]

ДНК этого фага, помимо совокупности структурных генов, обеспечивающих осуществление интегральной функции репродукции, содержит в своем составе ген-регулятор и ген-оператор, обеспечивающие интегральную функцию репрессии (блокировки) генетической информации [5, 6]. Интегральная функция репродукции может осуществляться только при условии функциональной полноценности отдельных структурных генов. Если нарушается функциональная полноценность хотя бы одного структурного гена, то нарушается и вся интегральная функция репоодукции. [c.168]

Для выяснения этого вопроса Фрадкин избрал удобную биологическую модель — умеренный фаг Л,, геном которого, помимо совокупности структурных генов ( программирующее устройство ), содержит в своем составе ген-регулятор и ген-оператор ( управляющее устройство ). [c.189]

Ген-регулятор — структурный участок ДНК, ответственный за образование цитоплазматического репрессора, который, связываясь с оператором, прекращает биосинтез мРНК. Таким образом, ген-регулятор, продуцируя репрессор, посредством весьма сложного механизма участвует в регуляции биологического синтеза белка. [c.44]

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]

После того, как в 1961 г. Жакоб и Моно предложили механизм, с помощью которого гены могут включаться и выключаться, были получены другие данные, позволившие прояснить различные аспекты этого механизма. На основе генетических данных было высказано предположение о существовании гена-промотора, расположенного рядом с геном-оператором и действующего между ним и геном-регулятором. Предполагается, что ген-промотор несет две функции. Во-первых, он служит местом, к которому присоединяется РНК-полимераза, прежде чем начать перемещаться вдоль ДНК в процессе транскрипции, т. е. в процессе синтеза мРНК на структурных генах. Это перемещение, конечно, зависит от того, находится ли ген-оператор в активном состоянии или нет. Во-вторых, последовательность оснований гена-промотора определяет, какая из цепей двойной спирали ДНК присоединяет к себе РНК-полимеразу, т. е. служит матрицей для транскрипции мРНК. [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология