Индукция и репрессия транскрипции

Таким образом, индукция и репрессия представляют собой два сходных механизма регуляции транскрипции и различие между ними заключается в природе репрессора. [c.19]

Даже если генетические возможности микроорганизма позволяют ему продуцировать определенный фермент, при этом еще не гарантируется его синтез (транскрипция и трансляция). Синтез многих ферментов и ферментных систем зависит от присутствия или отсутствия определенных регуляторных компонентов, или триггеров , образующихся эндогенно или вносимых в культуральную среду. Вещества, стимулирующие транскрипцию, называют индукторами, а сам процесс стимуляции называют индукцией. В тех случаях, когда индукторов нет, говорят о деиндукции. Другие вещества, называемые репрессорами, напротив, предотвращают транскрипцию, а сам процесс предотвращения транскрипции называют репрессией в отсутствие репрессора происходит дерепрессия. Описаны различные типы репрессии у бактерий простая репрессия по типу обратной связи, или репрессия конечным продуктом мультивалентная репрессия, присущая определенным ферментам, участвующим в синтезе аминокислот с разветвленной цепью координированная репрессия, когда все ферменты, участвующие в биосинтезе, согласованно репрессируются в присутствии высоких концентраций продукта реакции (например, триптофана или гистидина). Описанные ниже эксперименты иллюстрируют некоторые типы регуляции синтеза бактериальных ферментов путем индукции и репрессии. [c.414]

Репрессия (Repression) Один из двух альтернативных (наряду с индукцией) механизмов регуляции генов. Состоит в подавлении транскрипции или трансляции путем связывания белка-репрессора с оператором. [c.558]

Процессом, обратным по отношению к лизогенизации, является индукция вегетативного фага [302]. Процесс этот требует снятия репрессии и высвобождения ДНК фагового происхождения. Индукция может быть инициирована под действием различных агентов, из которых наиболее эффективны облучение ультрафиолетом и обработка митомицином С. Последовательность этапов индукции включает в себя освобождение, транскрипцию и репликацию фаговой ДНК, синтез фаговых белков, созревание фаговых частиц и лизис клетки. [c.281]

Рис. 236. Структура 1ас-оперона Е. oli и механизмы регу.ляцин его транскрипции репрессии (fi). активации и индукции (л).

Какие же пути регуляции содержания белка реализуются в клетке Прежде всего, индукция и репрессия синтеза, которая заключается в изменении скорости транскрипции соответствующего гена. Как правило, активно функционирующий ген может умножаться . Образование в молекуле ДНК нескольких одинаковых генов — один из путей ускорения транскрипции. [c.52]

Наиболее эффективна регуляция первого этапа в цепи реакций. В предыдущих разделах мы говорили о том, что ферменты, стоящие в начале метаболических путей, находятся, как правило, под контролем нескольких регуляторных механизмов. В белковом синтезе основные регуляторные влияния также направлены на начальный этап — процесс транскрипции. Характерно также, что под контролем гормональной индукции или репрессии находятся в основном ключевые ферменты или их регуляторные белки. [c.59]

При конструировании гибридных генов кодирующую последовательность можно помещать под контроль тандемно повторенных промоторов. Это, как правило, приводит к увеличению эффективности транскрипции изучаемого гена. Собирая блоки из двух-трех различных промоторов с разной системой репрессии-индукции, можно гибко регулировать экспрессию целевого гена и обеспечивать сверхсинтез кодируемого им белка. [c.267]

В нетранскрибируемых последовательностях генома перед экзон-интронами открыты специфические участки, названные промоторами, а также энхансерами (повышающие уровень транскрипции) и силан-серами (ослабляющие уровень транскрипции). При взаимодействии с белками они выполняют функции регуляторных сигналов при транскрипции. Этот способ регуляции широко используется клетками эукариот как в процессах дифференцировки, так и при индукции репрессии (см. главу 14). [c.493]

Опыты по защите от метилирования in vivo показывают, что в неинфицированных клетках оба NR D-элемента защищены, но после инфицирования или индукции приобретают способность к метилированию. Напротив, три PRD-элемента легко метилируются в неинфицированных клетках, а после заражения становятся полностью защищенными от метилирования. Это говорит о том, что указанные элементы по-разному связываются с ядерными факторами те, которые участвуют в репрессии транскрипции, связываются в неиндуцированном состоянии, а медиаторы индуцированного ответа-после индукции (рис. 8.54). [c.80]

Основными механизмами регуляции биосинтеза переносчиков транспортных систем являются индукция, репрессия и катабо-литнаи репрессия (см. раздел о регуляции процессов транскрипции). Уровень регуляции трансляции в нроцессе биосинтеза бел-К0В1ЛХ компонентов транспортных систем практически не изучен. [c.60]

РИС. 6-15. Некоторые механизмы контроля метаболических реакций. На всех приведенных в книге рисунках модуляция активности фермента аллостерическими эффекторами, а также модуляция активности генов (транскрипция и трансляция) обозначается пунктирными линиями, отходящими от соответствующего метаболита. Линии заканчиваются знаком минус в случае ингибирования идерепрессиии знаком плюс в случае активации и депрессии. Кружки соответствуют прямому действию иа ферменты, а квадратики — репрессии или индукции синтеза ферментов. (Подобная схема представлена в работе [66а].) [c.64]

Пунктирными линиями обозначены пути регуляции активности ферментов аллосте-рическими эффекторами, а также активности генов (транскрипция и трансляция). Знак минус указан в случае ингибирования и репрессии. Знак плюс - в случае активации и репрессии. Кружки соответствую прямому действию на ферменты, квадратики - репрессии или индукции синтеза ферментов. [c.461]

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]

Bom случае репрессор включает транскрипцию, во втором он ее выключает. Это взаимодействие в свою очередь контролируется аллостерическим взаимодействием с низкомолекулярным соединением, играющим регуляторную роль. Негативный апорепрессор может, например, инактивироваться под действием индуктора или активироваться под действием корепрессора. Следовательно, индукп ия и дерепрессия как формально, так и в смысле механизма, по существу, эквивалентны. Индукция и репрессия ферментов у микроорганизмов — широко распространенные явления. Из шести указанных выше оперонов три, относящиеся к обмену сахаров, индуцируются субстратами ферментов или структурными аналогами этих субстратов (как это и следует ожидать исходя из приведенных выше определений) опероны, контролирующие биосинтез аминокислот, репрессируются самими этими аминокислотами. [c.536]

Первые исследования механизма генетического контроля были посвящены синтезу -галактозидазы, осуществляющей гидролиз дисахарида лактозы до моносахаридов глюкозы и галактозы в клетке Е. соИ. Опыты привели к открытию белка-репрессора лактозного оперона, включающего транскрипцию структурных генов (в данном случае, гена -галактозидазы, а также пермеазы и галактозид-транс-ацетилазы). Это достигается путем связывания репрессора с операторным участком ДНК длиной в 21 нуклеотид, перекрывающимся с последовательностью промотора. В результате блокируется доступ РНК-полимеразы к ее участку связывания и транскрипция цистронов делается невозможной. Для индукции и репрессии синтеза белка, т.е. изменения скорости процесса в противоположных направлениях, необходимо наличие в модели регуляторного механизма еще одного элемента индуктора, который должен, с одной стороны, контролировать действия белка-репрессора лактозного оперона, а с другой -быть связанным прямо или косвенно с функцией синтезируемого фермента. Такой индуктор действительно был обнаружен, и им оказался субстрат -галактозидазы лактоза, точнее, аллолактоза, близкая по строению и образующаяся в присутствии лактозы. [c.118]

В основе индукции синтеза ферментов лактозного оперона л ежит механизм негативной регуляции исходно репрессор запрещает транскрипцию генов лактозного оперона индукция. заключается в инактиви-ровании репрессора аллостерическим эф,фектором —индуктором. Таким образом, И В случае индукции путем негативной регуляции, и в случае репрессии синтеза ферментов взаимодействие репрессора с оператором лр.иводит к подавлению процесса транскрипции соответствующих структурных генов. Различие заключается в том, что при индукции путем негативной. регуляции эффектор (индукто р), взаимодействуя с репрессором, понижает сродство последнего к оператору, а в случае репрессии эффектор (корепрессор) пО(В ы.шает это сродство. [c.121]

ХОДИТ взаимный перенос Р соединяется с В, а В — с Р, и ДНК фага становится частью молекулы ДНК бактерии (рис. 14). При этом на хромосоме образуются два новых att-сайта attBP — слева от профага и attPB — справа от него. Профаг стабилен в отсутствие белка Xis. Транскрипция гена xis блокируется репрессором фага К. При индукции профага, когда репрессия снимается (например, при УФ-облучении или при повышенной температуре, инактивирующей термочувствительный репрессор), белки Xis и Int катализируют процесс, обратный по отношению к интеграции фага. В результате происходит вырезание профага и снова получается кольцевая молекула ДНК фага X и исходная хромосома Е. oli (рис. 14). [c.97]

Рис. 16.5. Схема регуляции /ас-оперона Е. oli (индуцибельная система негативной регуляции (F. Ayala, J. Kiger, 1980. А — репрессия репрессор — продукт гена / связывается с оператором и запрещает транскрипцию оперона 6 — индукция молекула индуктора, соединяясь с репрессором, препятствует его связыванию с оператором. Происходит транскрипция оперона

При использовании ДНК бактериофагов Я, трансдуцирующих /ас-оперон, было показано, что репрессия и индукция происходят именно на уровне транскрипции. Клетки Е. oli в состоянии репрессии не содержат огцутимых количеств иРНК, комплементарной /ас-ДНК. Такая иРНК появляется после индукции. [c.418]

Уровень репрессии гена Т7-РНК-полимеразы в системе, рассмотренной выше, бывает недостаточным для предотвращения летального действия очень токсичных рекомбинантных белков на клетку-хозяина. В этом случае для индукции рекомбинантного гена может быть использовано заражение клеток, содержащих экспрессирующий вектор, фагом СЕ6, который содержит в своей хромосоме ген Т7-РНК-полимеразы, под контролем -промоторов и регулируемых температурочувствительным репрессором с1857. После заражения таким фагом рекомбинантных клеток и индукции гена Т7-РНК-полимеразы транскрипция рекомбинантных генов происходит настолько эффективно, что это предотвращает нормальное развитие самого фага. Оба типа систем имеются в продаже и распространяются фирмой Novagene (США). [c.110]

Ре1уляция на этапе инициации 1ранс1фипцин. В 1960-е годы Ф. Жакоб и Ж. Моно установили, что в явлениях индукции и репрессии принимают участие белковые факторы — репрессоры, продукты специальных генетических элементов — генов-регуляторов (1-генов), способные в определенных условиях тормозить процесс транскрипции на этапе инициации, поэтому оба этих типа регуляции относят к негативным. [c.74]

Большую роль в регуляции транскрипции играет так называемая катаболитная репрессия (старое название глюкозный эффект ), которая проявляется в диауксии в процессе роста бактерий. Феномен диауксии обнаруживается, когда в среде присутствуют два субстрата (например, лактоза и глюкоза), причем ферменты, осуществляющие катаболизм одного из них (лактозы), индуцибельны, а ферменты, осуществляющие катаболизм другого (глюкозы), конститутивны, в этом случае сначала потребляется только глюкоза, тогда как индукция лактозных ферментов (р-галакгозидазы) не происходит до тех пор, пока не будет потреблена основная часть глюкозы. Это отражается во временном замедлении (прекращении) роста культуры на тот период, который необходим для индукции и синтеза р-галакгозидазы. Таким образом, несмотря на присутствие в среде индуктора (лактозы), альтернативный субстрат (глюкоза) препятствует индукции. [c.75]

Удобными инструментами в изучении процессов индукции и репрессии синтеза белков являются антибиотики, из которых наиболее частое применение находят актиномицин Д — блокатор транскрипции и пуромицин — блокатор трансляции. Актиномицин Д проникает в клетку и связывается с двухцепочечной ДНК в участках, содержащих гуаниновые основания. Такое связывание приводит к ингибированию полимераз, при-чем РНК-полимераза подавляется в значительно большей степени, чем-ДНК-полимераза. Актиномицин Д подавляет синтез рибосомальной,. транспортной и матричной РНК, однако первые две формы РНК — долгоживущие , поэтому биологический эффект, опосрёдбв.ан-ный ингибированием их синтеза, проявится значительно позже, чем эффект, опосредованный блокированием транскрипции мРНК. [c.54]

Явление индукции и репрессии ферментов привело Жакоба и Моно к созданию общей теории регуляции активности геиов у бактерий, которую мы сейчас кратко рассмотрим. Геи, определяющий структуру какого-либо специфического ферментного белка, называют структурным геном. Синтез мРНК начинается только в определенном локусе на цепи ДНК, получившем название оператора (рис. 13.6). В некоторых случаях одии оператор может регулировать транскрипцию нескольких соседних структурных генов. Участок. ДНК, находящийся под контролем одного оператора, называют опероном. Ои может содержать одии или несколько структурных генов. [c.460]

Если рассмотреть несколько детальнее регуляцию на оперонном уровне объема биосинтеза ферментов в клетке, то вырисовываются два пути индукция и репрессия. Сущность и того и другого ясна из рассмотрения рис. 140. Биосинтез фермента может быть индуцирован низкомолекулярным метаболитом—индуктором, который, соединяясь с репрессорным белком (он запрещает транскрипцию), освобождает зону оператора (знак начала оперона), что сопровождается присоединением РНК-полимеразы и началом синтеза про-мРНК, а затем, после ее посттранскрипционной модификации,—фермента. [c.476]

Смотреть страницы где упоминается термин Индукция и репрессия транскрипции: [c.71] [c.69] [c.143] [c.161] [c.136] [c.71] [c.472] [c.472] [c.31] [c.76] [c.55] [c.110] [c.76] [c.121] [c.70] [c.82] [c.58] [c.211] [c.215] [c.128] [c.130] [c.146] [c.315] [c.399]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология