Контролирующая система оперона

Контролирующая система оперона [c.178]

Каким же образом взаимное влияние цитоплазмы и ядра контролирует дифференцированное выражение генома в клетках эукариотов в ходе эмбрионального развития Пока что нельзя дать исчерпывающего ответа на этот вопрос безусловно, поиски такого ответа будут одной из основных задач молекулярных генетиков в ближайшие годы. Вероятно, процессы регуляции у эукариотов, хотя бы частично, осуществляются с помощью системы оперона, существующей у прокариотов, ибо оперон, по крайней [c.516]

Концепцию, согласно которой два разных класса генов различаются по своим функциям, сформулировали Жакоб и Моно в 1961 г. при создании классической модели оперона. Они определили оперон как полную единицу выражения генов, включающую структурные гены, регуляторный ген (или гены) и контролирующие элементы (сайты действия регуляторных белков). Каждый отдельный оперон может быть охарактеризован системой взаимоотношений между регуляторными белками и их сайтами-мишенями. Это можно рассматривать как регуляторную систему. Первая модель была создана для 1ас-оперона, который до настоящего времени остается наиболее полно охарактеризованным опероном, однако подобные принципы были использованы для создания аналогичных систем в случае других оперонов. [c.178]

Отрицательная и положительная регуляция. Многие бактериальные гены активны только тогда, когда их экспрессия необходима, а все остальное время они выключены. Экспрессия таких генов контролируется геном-оператором и геном-репрессором. Регуляция этого типа характерна для лактозного оперона Е. соН [1141], в котором три тесно сцепленных структурных гена контролируются подобной системой. Кроме такой отрицательной регуляции существует еще и положительная в этом случае для инициации транскрипции требуется специфический белок. [c.130]

Генетический анализ показал, что у Е. oli генетическая информация распределена вдоль линейной бактериальной хромосомы , которая может принимать форму кольца (стр. 72) считают, что репликация начинается с одной определенной точки и происходит постепенно, но мере продвижения вдоль хромосомы. Жакоб ж Бреннер [16] считают, что отдельный генетический элемент, например бактериальная хромосома или эиисома, образует единицу репликации, жлж репликон, которая может быть скопирована только целиком. В некоторых отношениях это напоминает оперон при транскрипции (284), за исключением того, что, как мы увидим в дальнейшем, он контролируется системой скорее положительной, чем отрицательной регуляции. [c.197]

Иногда создается впечатление, что для контроля выражения (экспрессии) гена в той или другой ситуации используется каждый из возможных мезанизмов. При всем разнообразии механизмов контроля их объединяет то общее, что регуляция во всех случаях осуществляется взаимодействием регуляторного белка с последовательностью нуклеиновой кислоты, часто имеющей двойную симметрию. В этой главе мы рассмотрим некоторые другие примеры взаимодействий такого рода с точки зрения их объединения в системы, контролирующие отдельные опероны. Часто контроль осуществляется при участии сходных механизмов, оперирующих слегка отличным способом, и способ установления связи между ними варьирует от случая к случаю. [c.188]

До сих пор мы имели дело с системами, которые можно формально охарактеризовать как примеры положительного или отрицательного контроля. Однако система контроля арабинозного оперона не укладывается ни в одну из этих категорий. Этот оперон регулируется с помощью белка, взаимодействующего с контролирующим сайтом в промоторе, однако регуляция проявляет черты как отрицательного, так и положительного контроля. [c.197]

Отдельные гены контролируются как часть этой системы. Организация системы контроля арабинозного оперона показана на рис. 15.12. Основная группа генов кодирует три фермента, превращающие Ь-арабинозу в В-ксилулозу-5-фосфат. Они являются продуктами генов агаВАО, транскрибируемых в полицистронную мРНК в указанном порядке. Два несцепленных гена агаЕ и агаР, кодирующие белки мембраны и периплазмы соответственно, которые участвуют в поглощении арабинозы, подвержены той же регуляции, что и гены агаВАО. Иногда систему, объединяющую разобщенные гены общим контролем, называют регулоном. [c.197]

Подводя итоги, можно отметить, что для регуляции экспрессии la -оперона используются два типа контролирующих факторов, каждый из которых в свою очередь находится под влиянием условий среды. Взаимодействие репрессор—оператор можно назвать регуляцией по принципу все или ничего . В клетке присутствует всего лищь около 10 молекул репрессора, которые быстро инактивируются даже при низких концентрациях индуктора-производного лактозы. Система взаимодействия комплекса САР—сАМР с соответствующим центром связывания дает возможность более плавно регулировать частоту инициации транскрипции. При низкой концентрации сАМР эта частота невелика, поскольку большинство молекул белка-активатора САР неактивны. При повыщенном уровне сАМР значительная доля белка существует в форме комплекса САР—сАМР, заметно повышающего частоту инициации транскрипции генов оперона. [c.183]

Все ранние работы по белкам-репрессорам были выполнены на бактериях. Выяснилось, что и у лактозного, и у триптофанового оперона активность этих белков контролируется посредством обратимого связывания небольших специфических молекул. В клетках эукариот белки-регуляторы гоже находятся под контролем небольших сигнальных молекул, таких, например, как сАМР. Эти молекулы осуществляют свое воздействие непрямым путем, влияя на фосфорилирование и дефосфорилирование белка. Хотя у бактерий фосфорилирование не играет такой важной роли в регуляции, и у них существует одна хорошо изученная система контроля, зависящая от фосфорилирования белков. На примере этой системы мы рассмотрим некоторые аспекты регуляции генов, знание которых способствует пониманию более сложной системы регуляции высших эукариот. [c.188]

В первых экспрессирующих плазмидах для запуска транскрипции использовали сильные метаболические irp- или /ас-промоторы (рис. 4.1), а рекомбинантный ген встраивали за участком промотор-оператор. Однако при использовании систем метаболической регуляции, контролирующих работу этих оперонов, было обнаружено, что экспрессия плазмидных генов была скорее конституитивной, чем контролируемой [6], и в результате при выращивании клеток плазмиды утрачивались. Экспрессия контролируется лучше при использовании плазмид с терморегулируемой системой транскрипции [4], содержащих такие промоторы, как Pr и Pl, полученные из фага Я. Контроль работы таких промоторов может осуществляться температурочувствительным продуктом гена Я-репрессора с /ssz, денатурирующим при температуре выше 37 °С. Плазмида, содержащая Рд-промотор фага Я, изображена на рис. 4.2. Другая особенность этого век- [c.96]

В 1961 г. Ф. Жакоб и Ж. Моно на основании генетического и биохимического изучения усвоения лактозы клетками Е. соИ К 12 предложили гипотезу о регуляции активности генов у бактерий, получившую широкую известность как модель оперона . Согласно этой модели, на хромосоме имеется по крайней мере четыре компонента системы регуляции структурный ген (или гены, контролирующие связанные биохимические функции), ген-регулятор, оператор и промотор, которые составляют оперон (рис. 2). Ген-регулятор (R) определяет структуру белка-репрес-сора. [c.16]

К первому относятся мальтоза, лактоза, глицерин и мелибио-за, усвоение которых зависит от цАМФ, активирующего транскрипцию оперонов, контролирующих синтез компонентов соответствующих транспортных систем. Поступление этих соединений в клетку подавляется нефосфорилированным фактором III Во второй класс входят ксилоза, рамноза, органические кислоты (цитрат, сукцинат и др.), для усвоения которых нужен цАМФ. Однако системы их транспорта не чувствительны к ингибированию нефосфорилированных фактором ПГ"". [c.61]

Таким образом, изменяя регуляцию индуцибельных и репрессибельных оперонов, существует возможность повышать продукционную активность определенных промышленных штаммов-продуцентов. Уместно отметить, что структурные гены одного метаболического пути не всегда объединены в единый оперон (наподобие лактозному), однако это не мешает их регуляции с помощью индукции или репрессии. Так, например, гены Е.соИ, детерминирующие структуру ферментов, обеспечивающих биосинтез аргинина, располагаются в различных областях хромосомы, но все контролируются одним и тем же геном-регулятором. Такая система образует регулон. Другим показательным примером является 808-регулон, гены которого детерминируют структуру более десятка различных белков и ферментов, участвующих в репарации повреждений ДНК клетки. Все эти структурные гены регулируются одним репрессором - продуктом гена 1ехА. Опероны и регулоны, контролирующие взаимосвязанные физиологические функции обнаружены у всех генетически изученных видов бактерий. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология