Регуляция белкового синтеза

Рис. 37. Схема регуляции белкового синтеза (по Жакобу и Моно).

Рис. 23.34. Основные структуры и процессы, участвующие в регуляции белкового синтеза согласно гипотезе Жакоба и Моно. Цифрами указана последовательность событий.

Фиг. 27. Модель оперона для регуляции белкового синтеза.

Количество определенного фермента в клетке может регулироваться на нескольких уровнях на этапе транскрипции, трансляции, а также в процессе сборки и разрушения ферментного белка (см. рис. 28). В иерархии регуляторных воздействий наиболее сложный механизм, контролирующий количество ферментов в клетке, связан с процессом транскрипции. Специфические химические сигналы могут инициировать или блокировать транскрипцию определенного участка ДНК в иРНК. В случае индукции образованная иРНК участвует в определенной последовательности реакций, называемой трансляцией и заканчивающейся синтезом полипеп-тидных цепей. Регуляция белкового синтеза на уровне трансляции может осуществляться на любом из ее этапов, например на этапе инициации, элонгации и др. Не исключена также возможность изменения времени жизни иРНК под воздействием разных эффекторов, в том числе конечных продуктов метаболических путей. Хотя механизмы регуляции синтеза белка на уровне трансляции еще точно не установлены, ясно, что на этом этапе имеются широкие возможности для регуляции скорости синтеза различных белков. [c.117]

Регуляция белкового синтеза возможна на всех его этапах на уровне транскрипции данного гена, отбора и транспорта иРНК из ядра в цитоплазму, включения иРНК в процесс трансляции на рибосомах. Наиболее изучен механизм регуляции биосинтеза белка на уровне транскрипции, т. е. на уровне образования иРНК. [c.253]

Функция основных ядерных белков неясна. Имеются, однако, данные в пользу того, что гистоны в желобках двойной спирали ДНК участвуют в процессах регуляции белкового синтеза, препятствуя транскрипции определенных сегментов цепи ДНК, и регулируют синтез белка [174—176]. К обсуждению этого вопроса мы вернемся на стр. 287. [c.139]

О том, как происходил отбор структур, каков его механизм, сказать довольно трудно. Но этот процесс оставил нам своего рода. музей. Подобно тому как из 107 химических элементов только 6 органогенов да 10—15 других элементов отобраны природой, чтобы составить основу биосистем, так же в результате эволюции происходил тщательный отбор и химических соединений. Из миллионов органических соединений в построении живого участвуют лишь несколько сотен из 100 известных аминокислот в состав белков входит только 20 лишь четыре нуклеотида лежат в основе-всех сложных полимерных нуклеиновых кислот, ответственных за наследственность и регуляцию белкового синтеза в любых живых организмах. [c.196]

Регуляция белкового синтеза [c.60]

Кроме ряда оперонов с их регуляторными генами бактерии обладают и другими механизмами регуляции белкового синтеза. Некоторые из них позволяют осуществлять регуляцию не по принципу все или ничего , а за счет постепенной аттенуации, т. е. снижения скорости синтеза белка. Механизмы, чувствительные к концентрации аммиака или других источников азота, дают возможность бактериям приспособить свое белковое хозяйство к скудным условиям существования. Из сказанного ясно, что бактерии обладают тончайшими механизмами регуляции синтеза своих ферментов, позволяющими им оптимизировать свой метаболизм в соответствии с принципом максимальной экономии. [c.960]

Эти два, довольно хорошо изученные примера показывают на сложность механизма регуляции белкового синтеза и на участие в этом процессе как компонентов самой клетки, так и компонентов окружающей среды. В этом процессе получается гармоничное сочетание взаимодействий организма и среды. Совершенно естественно, что описанная картина является только началом познания всех этих сложных взаимоотношений. Кроме того, эти механизмы регуляции пока что вскрыты на одноклеточных организмах — микробах. Несомненно, что у многоклеточных форм и у высших организмов эта картина будет еще более сложной, так [c.94]

Все это можно выразить несколько более современным языком при помощи понятий, с которыми мы познакомились, изучая регуляцию белкового синтеза (стр. 273). Генетическая информация во всех способных к образованию антител клетках в отсутствие инфекции блокирована, подавлена с помощью репрессора. Антиген снимает это подавление (дерепрессия), действуя при этом точно так же, как индуктор в синтезе ферментов. Итак, антиген служит индуктором в синтезе антител, инактивируя репрессор. [c.350]

По современным представлениям биологическая функция ДНК в живой клетке связана с регуляцией белкового синтеза и передачей наследственных свойств, а РНК — с непосредственным осуществлением синтеза белка. [c.51]

Все клетки организма имеют идентичный геном и синтезируют от 10 000 до 20 ООО различных белков, однако отличаются между собой наличием специфических для данных клеток белков. Для эритроцитов характерно высокое содержание гемоглобина, для кожи — коллагена, поджелудочной железы — ферментных белков, скелетных мышц — сократительных белков актина и миозина. Концентрация различных белков, а иногда и их спектр, изменяется с возрастом, а также при воздействии внутренних и внешних факторов среды, патологических изменениях обмена веществ. Даже относительно небольшие изменения в спектре синтезируемых белков в клетке способны существенно влиять на ее функции и структуру. Все это свидетельствует о том, что в живых организмах существует контроль белкового синтеза. Механизмы регуляции белкового синтеза играют существенную роль в процессах адаптации организма к мышечной деятельности, так как обеспечивают увеличение или появление новых адаптивных белков в мышцах и других тканях. [c.253]

Модель генетического триггера, основанная на биохимической схеме регуляции белкового синтеза у прокариот, изображена на рис. II.4. [c.42]

РЕГУЛЯЦИЯ БЕЛКОВОГО СИНТЕЗА [c.301]

За последпие годы нолучены новые экспериментальные материалы, которые в некоторой степени проливают свет на эту сложную проблему — регуляцию синтеза белка на клеточном уровне. Эти достижения связаны прежде всего с исследовательской группой Mono и Жакоба, работающей в Пастеровском институте. В регуляции белкового синтеза на клеточном уровне нуклеиновые кислоты, видимо, также играют решающую роль. Прежде всего, было найдено, что различные участки молекулы ДНК функционально неоднородны и одна молекула ДНК может определять синтез большого числа функционально и химически различных белков клетки. Эти участки ДНК обозначают термином цистрон или, учитывая, что он обусловливает специфическую структуру этого белка — структурный цистрон . Таким образом, на структурных цистронах, как на матрице, могут синтезироваться молекулы информа- [c.91]

На конечный результат — синтез белка — влияет также скорость транспорта РНК в цитоплазму. В цитоплазме мРНК, взаимодействуя с определенными белками, образует информосому — своеобразное депо, из которого мРНК освобождается по мере надобности для синтеза белка. Скорость освобождения мРНК также является фактором регуляции белкового синтеза. [c.474]

Исходя из матричной гипотезы биосинтеза белка, Ф. Жакоб и Ж. Моно (1961) впервые предложили весьма многообещающую схему регуляции белкового синтеза. Следуя концепции один ген—одна мРНК—один белок, Ф. Жакоб и Ж. Моно связали узловой пункт регуляции белкового синтеза с ДНК, входящий в состав генетического аппарата клетки. По их мнению, в генетическом аппарате клетки сущест ют сообщества структурных генов, так называемых оперонов, каждый из которых ответствен за взаимосвязанный синтез ряда специфических белков. Деятельность оперона [c.301]

Молекулярные и генетические связи между индукцией и репрессией ферментов прояснились в результате генетических исследований Франсуа Жакоба и Жака Моно из Пастеровского института в Париже. Их классическая работа по индукции Р-галактозидазной активности в клетках Е. oli привела авторов к формулированию гипотезы оперона для объяснения генетического контроля синтеза белка у прокариот. С тех пор эта гипотеза получила полное подтверждение в прямых биохимических экспериментах. Тип регуляции белкового синтеза, рассматриваемый в гипотезе оперона, представляет собой контроль на уровне транскрипции, поскольку регуляция здесь осуществляется главным образом за счет изменения скорости транскрипции генов, т. е. на стадии образования мРНК. Дру- [c.955]

Транскрипционный контроль. Регуляция белкового синтеза при помоши регуляции образования мРНК. [c.1019]

Следует подчеркнуть, что, хотя концепция оперона была выдвинута на основании данных, полученных при изучении небольшого числа бактериальных систем, применить ее, но-видимому,, можно и в отношении более слонхных систем, существующих в животных и растите.льных клетках [202, 203]. Следует, однако, указать, что в таких клетках в процессах регуляции белкового синтеза участвуют и гистоны (стр. 138). [c.286]

Ф. Жакоб и Ж. Моно разработали общую теорию механизма регуляции синтеза белков. Предполагается, что регуляция белкового синтеза идет на уровне ДНК. Сущность ее заключается во включении и выключении определенных функциональных единиц, расположенных в молекулах ДНК. Молекулы ДНК функционально не однородны по своей длине и содержат многочисленные структурные цистроны и нистроны-регуляторы. Эти функциональные единицы называют также генами структурные гены, ген-регулятор, ген-оператор и т. д. (см. рис. 37). Первичная структура, или полипептидные цепи, определяется последовательностью нуклеотидов в соответствующем цистроне молекулы ДНК, или структурном гене. Первичным продуктом деятельности струк- [c.292]

Изменения прочности м-РНК или изменения скорости образования РНК независимо от репрессорпого эффекта, вероятно, служат дополнительными механизмами регуляции белкового синтеза в тех случаях, когда речь идет об образовании особых конститутивных белков, скорость синтеза которых от репрессоров не зависит. [c.190]

Образованная в результате транскрипции информационная РНК участвует в ряде реакций, заканчивающихся синтезом новообразованных нолииептидных ценей. Эту последовательность реакций называют трансляцией, так как именно в ходе этих реакций информация, записанная на языке генетического кода, переводится в структуру молекулы белка или полипептида. Механизмы регуляции белкового синтеза на уровне трансляции еще точно не установлены. Теоретически такая регуляция могла бы осуществляться на любом нз последовательных этапов трансляции, включающих 1) присоединение мРНК к рибосомной 405-субчастнце, 2) образование рибосомного 805-комплекса, [c.16]

Рнс. 23. Схема действия репресеора в регуляции белкового синтеза [c.74]

Как видим, генетическая система клетки, используя механизмы индукции и репрессии, может принимать сигналы о необходимости начала и окончания синтеза того или иного фермента и осуществлять этот процесс с заданной скоростью. Таким образом, механизм регуляции белкового синтеза представляет собой совершенную самонастраивающуюся и самоуправляющуюся биокибер-иетнческую систему, основанную на принципе действия обратной связи. Поступление управляющей информации от ДНК на синтез определенного фермента регулируется потоком обратной информации о произведенном количестве этого фермента и потребности в нем клетки в каледый данный период. [c.161]

На основе только что описанных экспериментов Жакоб и Моно постулировали модель оперона, объясняюш ую регуляцию белкового синтеза. Генетические элементы этой модели - регуляторный ген, операторный ген и набор структурных генов (рис. 28.3). Регуляторный ген продуцирует репрессор, который может взаимодействовать с операторным геном. В дальнейшем выяснилось, что репрессор представляет собой белок. Операторный ген расположен рядом по соседству со структурными генами, которые [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология