Репрессор-белок, связывающийся с ДНК

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]

Не все Г. хромосомы функционируют одновременно. Существуют механизмы, включающие или выключающие Г. в соответствии с потребностями клетки, к-рые контролируются особыми соед.-репрессорами и индукторами. Их способность одновременно регулировать синтез неск, белков связывают с тем, что соответствующие Г. примыкают друг к другу. [c.517]

Тетрамер репрессора прочно связывается с оператором. Индуктор вступает в действие, связываясь с репрессором. Каким образом происходит отделение белка от ДНК [c.185]

Белки-репрессоры бактерий связываются вблизи промоторов и подавляют транскрипцию определенных генов [9] [c.184]

Этот эксперимент показал, что метилирование G в положе-гши 4 оператора подавляет связывание репрессора и Сго дикого типа, но не оказывает никакого действия на связывание мутантных белков. Оба мутантных белка связываются слабее, [c.123]

Такой читатель заметит, например, что нам пришлось выдумать изображения мономеров и димеров интактного репрессора. Действительно ли мономер похож на гантель Правильно ли мы изобразили, как димеры репрессора наклоняются , соприкасаясь с другими димерами и обеспечивая тем самым кооперативность связывания Можно ли объяснить гибкостью цепочки, соединяющей домены репрессора, следующий довольно странный факт при изменении расстояния между соседними участками связывания в 0 и 0 на несколько пар оснований энергия взаимодействия между димерами репрессора почти не изменяется ( — 2 ккал/моль) Эти вопросы представляют особый интерес в свете совершенно неожиданного открытия, изложенного в приложении 3 репрессоры кооперативно связываются с операторными участками, искусственно разделенными шестью витками двойной спирали, причем энергия взаимодействия примерно такая же, как и в случае близко расположенных участков.Мы предполагаем, что взаимодействия между ДНК-связывающими регуляторными белками играют важную роль в регуляции генов у всех организмов, и нам предстоит узнать много нового о механизмах этих взаимодействий. [c.129]

Не останавливаясь здесь на тонкостях этой сложной системы регуляции, опишем некоторые ее общие свойства. Центром всей системы являются два фаговых белка белок-репрессор (белок с1) и сго-белок. Каждый из них блокирует синтез другого белка, связываясь с оператором его гена. Присутствие того или другого белка, в свою очередь, включает ряд иных генов, что в конечном итоге приводит к установлению одного из двух стабильных состояний. В состоянии 1 (лизогенное состояние) доминирует лямбда-репрессор, и именно он, а не сго-белок синтезируется. В состоянии 2 (литическое состояние) доминирует и синтезируется сго-белок, а не лямбда-репрессор (рис. 10-32). В состоянии 1 большая часть ДНК стабильно включенного в геном клетки-хозяина бактериофага (профага) не транскрибируется. В состоянии 2 фаговая ДНК интенсивно транскрибируется, реплицируется, упаковывается в новые частицы, которые при лизисе клетки выходят наружу. [c.204]

Нуклеотидная последовательность в операторном участке была установлена [43] путем расщепления ДНК дезоксирибонуклеазой в присутствии репрессорного белка. Будучи связанным, репрессор защищает участок, состоящий из 27 нуклеотидных пар (показано на рисунке). Поразителен тот факт, что центральная часть оператора располагается в участке с вращательной симметрией второго порядка (гл. 2, разд. Г, 11). В результате цепь ДНК оказывается способной образовывать петли, благодаря которым структура ДНК приобретает крестообразную форму (рис. 2-30 и 15-4) [44]. Есть все основания думать, что такая структура может легче связываться с тетрамерным репрессор-ным белком, чем линейная форма. [c.204]

В многоклеточных организмах среднее число регуляторных сайтов для одного гена минимум равно пяти положительные регуляторные белки связываются со своими специфическими последовательностями в структуре ДНК (вероятнее всего, посредством водородных связей между амидной группой Глн или Асн и пуриновыми и пиримидиновыми основаниями нуклеотидов). Следует указать еще на один момент, почему эукариотическая клетка использует положительные механизмы регуляции экспрессии генов. Подсчитано, что в геноме человека содержится около 100000 генов, соответственно каждая клетка при отрицательном механизме регуляции могла бы синтезировать 100000 разных репрессоров, причем в достаточных количествах. При положительном механизме регуляции большинство генов в принципе неактивно, соответственно молекула РНК-полимеразы не связывается с промотором и клетка синтезирует ограниченный и избирательный круг активаторных белков, необходимых для инициации транскрипции. [c.538]

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]

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]

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]

Скорость, с которой происходит отделение репрессора от оператора, довольно низкая. В типичном случае полу-период распада комплекса колеблется в пределах от 10 до 20 мин в зависимости от конкретных условий. Однако при добавлении ИПТГ стабильность комплекса немедленно уменьшается, что проявляется в резком укорачивании полупериода его распада. Этот результат может способствовать выбору между двумя моделями, изображенными на рис. 14.9. Модель равновесия (изображенная слева) предполагает, что репрессор, связанный с ДНК, находится в равновесии со свободным репрессором. Индуктор связывается со свободной формой репрессора, вызывая нарущение равновесия путем предотвращения его повторного связывания с ДНК. Однако скорость диссоциации репрессора и оператора (как показали изменения в отсутствие индуктора) оказалась значительно ниже той, которая постулируется данной моделью. Это значит, что индуктор должен связываться непосредственно с белком-репрессором, находящимся в комплексе с оператором. Как следует из модели, представленной справа на рис. 14.9, присоединение индуктора должно вызывать изменение в свойствах репрессора, обусловливающее его отделение от оператора. [c.185]

Гены, находящиеся под негативным контролем, экспрессируются при условии, что они не выключены взаимодействием белка-репрессора с соответствующим регуляторным сайтом. Любое действие, создающее помехи для экспрессии генов, может обеспечить негативный контроль, но существует единообразие в этих механизмах белок-репрессор либо связывается с ДНК, предотвращая инициирование транскрипции ферментом РНК-полимеразой, либо связывается с мРНК, предотвращая инициирование трансляции рибосомами. [c.188]

Триптофановый репрессор функционирует в виде тетрамера, состоящего из четырех субъединиц с мол. массой 12000 дальтон каждая. В бактериальной клетке содержится около 20 молекул тетрамера. Репрессор способен связываться с оператором in vitro только в присутствии триптофана. Таким образом, единственным существенным отличием в этом случае от взаимодействий в /ас-опероне является увеличение сродства белка репрессора к оператору в присутствии триптофана. [c.190]

Модель в какой-то степени напоминает механизм, участвующий в аттенуации транскрипции, при котором альтернативные способы спаривания последовательности РНК позволяют или предотвращают образование вторичной структуры, необходимой для терминации транскрипции, осуществляемой РНК-полимеразой (гл. 15). Формально эта модель равнозначна постулированию присутствия в клетке репрессора, который подавляет функционирование вновь введенной ДНК, аналогично репрессору фага лямбда (гл. 16). Вместо белка-репрессора, который связывает новую ДНК, РНК связывает вновь синтезированный предшественник РНК-затравки. Способность РНК I подавлять инициацию репликации может быть частью цикла негативного контроля, с помощью которого несовместимость связана с контролем числа копий. Однако мы еще не знаем роли этих ( обытий в поддержании характерного числа копий olEl ДНК (примерно 20 на 1 клетку). Возможно, она определяется соотношением между частотой инициации РНК-затравки и способностью затравки запускать синтез ДНК. Этот тип несовместимости может быть следствием событий, используемых для регуляции репликации. Вполне вероятно также, что несовместимость является результатом механизмов, с помощью которых при делении плазмиды распределяются между дочерними клетками. [c.408]

На сегодняшний день оперонная теория получила весьма детальное экспериментальное подтверждение. Удалось выделить репрессор в чистом виде и показать, таким образом, что он действительно имеет белковую природу. Была определена аминокислотная последовательность белка-репрессора, которая, как оказалось, полностью совпадает с последовательностью, предсказанной на основании определения нуклеотидной последовательности гена I. Была также установлена нуклеотидная последовательность регуляторных участков /ас-оперона, промоторного и операторного (рис. 15.9), локализованы мутации в этих участках. Показано, что очищенный репрессор в отсутствие индуктора действительно связывается с изолированным операторным фрагментом ДНК. Репрессор также связывается с индуктором, при этом происходит аллостерическое изменение его пространственной структуры, приводящее к значительному ослаблению связи репрессора с операторной областью ДНК. [c.177]

Белки, осуществляющие негативную регуляиию, называются репрессорами.. Места их связывания на ДНК называются операторами. Способность многих репрессоров связываться со своими операторами зависит от низкомолекуляриых лигандов — эффекторов. Эффекторы, снижающие сродство репрессора к оператору, называются индукторами. В отсутствие индуктора репрессор связывается с оператором и мешает РНК-полимеразе начинать синтез РНК с промотора (промотор репрессирован). В комплексе с индуктором репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего промотор активируется (индуцируется). Другие реп-рессоры, наоборот, могут связываться с оператором только в комплексе с эффектором (который в этом случае называется корепрес-сором). В присутствии корепрессора промотор неактивен (репрессирован), в отсутствие корепрессора активируется (дерепресси-руется). [c.142]

Первые данные, полученные Жакобом и Моно о рецессивном характере мутаций lad , вполне согласуются с предположением о том, что ген lad кодирует репрессорную молекулу РНК, которая предотвращает транскрипцию, взаимодействуя с операторной ДНК с образованием R-петли или связываясь с операторной мРНК и тем самым блокируя дальнейшую транскрипцию оперона. Предложите генетические (не биохимические ) эксперименты, с помощью которых можно было бы установить, является ли /ас-репрессор белком или РНК, [c.204]

Лизогенное состояние закрепляется транскрипцией гена с1 с промотора рМ. Синтезируемый белок-репрессор I связывается с операторами oL и oR и полностью блокирует транскрипцию ранних генов (см. рис. 4.1,d), подавляя вегетативное разврггае фага. При инактивации репрессора в лизогенных клетках индуцируется развитие профага по описанным ранее трем этапам, причем до появления в раннем периоде белков Int и Xis транскрипция и первый раунд репликации профага происходят в составе бактериальной хромосомы. [c.109]

Эта модель предполагает наличие дополнительного (кроме репрессора) регуляторного белка (МРБ), имеющего трансмембранную ориентацию и способного подвергаться конформациои-ному переходу при присоединении субстрата на внешней стороне клеточной мембраны. В результате такого перехода регуляторный белок должен приобретать сродство к репрессору и способность связывать его па внутренней поверхности клеточной мембраны. Связывание репрессора белком МРБ должно приводить к освобождению оператора генетического локуса, кодирующего белковый компонент транспортной системы, что вызывает индукцию транскригщии этого локуса. [c.61]

Позитивная и негативная регуляция. Негативная регуляция инициации транскрипции, или репрессия, осуществляется белками-репрессорами, которые связываются с операторами. Поскольку последовательности оператора и промотора часто перекрываются, связывание репрессоров со своими операторами офаничивает доступ РНК-полимеразы к промотору, подавляя тем самым инициацию транскрипции. Позитивная регуляция может осу- [c.174]

Переход линейной двойной спирали в крестообразную структуру Требует значительного распрямления спирали, откуда следует, что молекулы с отрицательными супервитками ДНК должны связывать репрессор более прочно, чем ДНК без суперспиральных витков (гл. 2, разд. Г, 9). Экспериментальные данные указывают на то, что развертывание /ас-репрессором может осуществляться всего лишь на 40—90°. Таким образом, связывание /ас-репрессора сопровождается, по-видимо-му, слабым нарушением двухспиральной структуры [45]. Тем не менее симметрия второго порядка имеет, по-видимому, важное значение для прочного связывания двух субъединиц симметричного тетрамерного белка. [c.204]

Какие еще белки кроме гистонов обнаруживаются в клеточных ядрах Методом электрофореза в полиакриламидном геле было установлено, что в ядрах клеток НеЬа содержится около 450 компонентов, большинство из которых присутствует в небольших количествах (<10 000 молекул в расчете на одну клетку) и не обнаруживается в цитоплазме [302]. К наиболее кислым белкам относится большое число ферментов, включая РНК-полимфазу. Кроме того, в ядрах содержатся 1) определенные репрессоры генов, в основном не идентифицированные, 2) бел ки, связывающие гормоны, и 3) многие другие белки [303]. Наряду с ядерными белками, которым уделяется обычно основное внимание, определенную роль в регуляции фенотипического выражения генов играет также мало исследованный класс небольших ядерных РНК. Молекулы этой РНК длиной от 65 до 200 нуклеотидов могут стимулировать транскрипцию специфических генов, связываясь с комплементарными участками ДНК. Таким образом, информация, транскрибированная с одного участка хромосомы, может оказывать влияние на процессы, протекающие на другом участке или на другой хромосоме [303а]. [c.304]

Между РНК-полимеразой и локусом для инициации биосинтеза мРНК существует преграда в виде белка-репрессора. Последний КС может быть уд2лск с опер2торэ ДНК, что позволило бы wS цепям разделиться и экспонировать участок инициации для фермента транскрипции. Когда же бактерия обнаруживает, что она снабжается лактозой, что определяется по присутствию продукта гидролиза последней — галактозы, ситуация немедленно изменяется. Эта гексоза эффективно связывается с белком репрессором [c.204]

Другой пример сильного взаимодействия белка с ДНК—регуляция оперона белком-репрессором. Наиболее изученным примером является 1ас-оперон Е. соИ [25]. Ген-регулятор кодирует синтез белка 1ас-репрессора, который затем связывается с соседним оператором. Связывание с белком-репрессором малой молекулы— индуктора, например изопропилтио-р- )-галактопиранозида, вызывает диссоциацию репрессора с операторного участка. Последующая транскрипция трех соседних генов оперона приводит к биосинтезу трех ферментов — Р-галактозидазы, галактозопермеазы и тиогалактозидтрансацетилазы. 1ас-Репрессор представляет собой тетрамерный белок, состоящий из идентичных субъединиц по 347 аминокислот каждая. Сродство репрессора к последовательности ДНК оператора зависит от ионной силы константа диссоциации в клетке, вероятно, менее 10 " моль/л . Структура участка связывания ДНК в 1ас-репрессоре до сих пор не выяснена, однако удаление трипсином 59 остатков с Л -конца и 20 остатков с С-конца предотвращает связывание. Несколько больше известно об участке связывания индуктора. Измерения флуоресценции показывают, что находящийся в участке связывания индуктора остаток триптофана при связывании перемещается в менее полярное окружение. Изучение изменения флуоресценции методом остановленного потока показывает, что процесс связывания проходит в две стадии. Быстрая начальная стадия подчиняется, как и ожидалось, кинетике второго порядка. Более медленная стадия мономолекулярна и, по- [c.569]

Смотреть страницы где упоминается термин Репрессор-белок, связывающийся с ДНК: [c.238] [c.204] [c.493] [c.116] [c.116] [c.53] [c.144] [c.24] [c.186] [c.117] [c.80] [c.205] [c.220] [c.66] [c.214] [c.240] [c.80] [c.206] [c.536] [c.536]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология