Регуляция биосинтеза белка у бактерии
Основным условием существования любых живых организмов является наличие тонкой, гибкой, согласованно действующей системы регулирования, в которой все элементы тесно связаны друг с другом. В белковом синтезе не только количественный и качественный состав белков, но и время синтеза имеет прямое отношение к многим проявлениям жизни. В частности, приспособление микроорганизмов к условиям окружающей питательной среды как биологической необходимости, приспособление сложного многоклеточного организма к физиологическим потребностям в зависимости от внутренних и внешних условий и, наконец, к процессам дифференцировки в индивидуальном развитии организма.
Согласно теории Жакоба и Моно в биосинтезе белка у бактерий участвуют по крайней мере три типа генов: структурные гены, ген-регулятор и ген-оператор. Структурные гены определяют первичную структуру синтезируемого белка. Именно эти гены в цепи ДНК служат основной матрицей для биосинтеза мРНК, которая затем поступает в рибосому и, как было указано выше, служит матрицей для биосинтеза белка. Регуляцию синтеза белка путем индукции можно представить в виде схемы (рис. 118).
Как видно из схемы, синтез мРНК на структурных генах молекулы ДНК непосредственно контролируется определенным участком, называемым оператором. Он служит как бы пусковым механизмом для функционирования структурных генов. Оператор локализован на крайнем отрезке структурного гена или структурных генов, регулируемых им. "Считывание" генетического кода, т. е. формирование мРНК, начинается с промотора - участка ДНК, являющегося точкой инициации для синтеза мРНК, и далее распространяется последовательно вдоль оператора и структурных генов. Координированный одним оператором одиночный ген или группа структурных генов образует оперон.
|
|
|
В свою очередь деятельность оперона находится под контролирующим влиянием другого участка цепи ДНК, получившего название гена-регулятора. Поскольку структурные гены и ген-регулятор находятся в разных участках цепи ДНК, связь между ними, как предполагают Жакоб и Моно, осуществляется при помощи вещества-посредника, оказавшегося белком и названного репрессором. Образование репрессора происходит в рибосомах ядра на матрице специфической мРНК, синтезированной на гене-регуляторе. Репрессор имеет сродство к оператору и обратимо соединяется с ним в комплексе. Образование такого комплекса приводит к блокированию синтеза мРНК, а следовательно, синтеза белка, т. е. функция гена-регулятора состоит в том, чтобы через белок-репрессор "запрещать" деятельность оперона (структурных генов), синтезирующих мРНК. Репрессор, кроме того, обладает способностью строго специфически связываться с определенными низкомолекулярными веществами, называемыми индукторами, или эффекторами. Когда такой индуктор соединяется с репрессором, последний теряет способность связываться с геном-оператором, который, таким образом, выходит из-под контроля гена-регулятора, и начинается синтез мРНК.
|
|
|
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!