Негативная индукция. Позитивная индукция
Схема негативной индукции Жакоба и Моно
Lac-оперон E. coli содержит 3 гена, отвечающие за образование белков, участвующих в переносе в клетку дисахарида лактозы и в ее расщеплении.
Z - β - галактозидаза (расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу).
Y- β - галактозидпермеаза (переносит лактозу через мембрану клетки).
А - тиогалактозидтрансацетилаза (ацетилирует галактозу).
В отсутствие в клетке лактозы lac- оперон выключен. Активный белок – репрессор (10 мол-л, 4 субъед), кодируемый в моноцистронном опероне (LacI) , не имеющем оператора, связан с оператором (палиндром) lac-оперона. Поскольку оператор перекрывается с промотором, даже посадка РНК-полимеразы на промотор невозможна.
Как только некоторое количество лактозы попадает в клетку, две молекулы субстрата (лактозы) взаимодействуют с белком - репрессором, изменяют его конформацию - и он теряеет сродство к оператору.
Тут же начинается транскрипция lac-оперона и трансляция образующейся mРНК; три синтезируемых белка участвуют в утилизации лактозы.
Когда вся лактоза переработана, очередная порция репрессора, свободного от лактозы, выключает lac-оперон.
Существует и позитивная регуляция работы lac-оперона E. coli.
цАМФ образуется из АТФ ферментом аденилатциклазой.
Фосфодиэстераза превращает цАМФ в АМФ.
Глюкоза активирует второй и инактивирует первый фермент.
Чем больше в клетке глюкозы, тем меньше цАМФ.
|
|
|
Если нет глюкозы, то цАМФ соединяется с белком катаболической репрессии (САР) и образуется комплекс САР•цАМФ, активирующий посадку РНК-полимеразы на промотор. В присутствии лактозы lac-оперон включается и работает.
Если же в клетке есть еще и глюкоза (более экономичный источнок энергии), то нет цАМФ - и активатор не образуется, lac-оперон работает "вяло", без дополнительной индукции.
Схема позитивной индукции
Аra-оперон E. сoli.
В нем 3 цистрона, которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар L арабинозу до D-ксилозы-5-фосфат.. В норме оперон закрыт. Белок - репрессор связан с оператором.
Когда в клетку попадает арабиноза, она взаимодействует с белком - репрессором. Белок - репрессор меняет конформацию и превращается из репрессора в активатор, взаимодейсивующий с промотором и облегчающий посадку РНК-полимеразы на промотор.
Вопрос 27
Негативная репрессия. Позитивная репрессия
Схема позитивной репрессии
Оперон синтеза рибофлавина у Вacilus subtilis.
В опероне располагаются цистроны ферментов синтеза рибофлавина. Есть белок-активатор, обеспечивающий посадку РНК-полимеразы на промотор. В норме оперон открыт. Образуется N молекул рибофлавина.
|
|
|
N+1-ая молекула (лишняя) взаимодействует с активатором и он теряет способность активировать посадку РНК-полимеразы на промотор.
Схема негативной репрессии
Оперон синтеза триптофана у E. сoli.
В опероне имеется 5 цистронов, которые кодируют ферменты последовательной цепи реакций синтеза триптофана. В норме оперон включен. Белок - репрессор неактивен (в форме апо-репрессора), он не способен садиться на оператор.
Клетке нужно N молекул триптофана. N+1-ая молекула взаимодействует с апо-репрессором. Он меняет конформацию, садится на оператор и синтез РНК прекращается.
Вопрос 28
Аттенуация в регуляции экспрессии триптофанового оперона E.coli
Вопрос 29
Особенности транскрипции эукариот
1. У эукариот процессы транскрипции и трансляции разобщены во времени и пространстве (транскрипция - в ядре, трансляция - в цитоплазме).
2. У эукариот существуют специализированные РНК-полимеразы.
В ядре выделяют 3 типа РНК-полимераз:
РНК-полимераза I - синтезирует rРНК (кроме 5S rРНК).
РНК-полимераза II - синтезирует mРНК и некоторые sРНК.
РНК-полимераза III - синтезирует tРНК, некоторые sРНК и 5SrРНК.
РНК-полимеразы различаются количеством субъединиц (2 большие и до 10 малых), их аминокислотным составом, и зависимостью от катионов магния и марганца. Для РНК-полимераз I и III необходимое для работы соотношение [Mn2+]/[Mg2+] = 2. Для РНК-полимеразы II - [Mn2+]/[Mg2+] = 5.
|
|
|
Наиболее яркое различие - чувствительность к α - аманитину (токсину бледной поганки). Он полностью подавляет работу РНК-полимеразы II в концентрации 10-8 М и РНК-полимеразы III ( в концентрации 10-6 М). РНК-полимераза I фактически нечувствительна к этому токсину.
Помимо ядерных РНК-полимераз у эукариот есть еще РНК-полимеразы хлоропластов и митохондрий. Они кодируются в ядре, а не в соответствующих органеллах.
В органеллах образуются свои tРНК, rРНК и рибосомные белки.
3. Единицей транскрипции у эукариот является отдельный ген, а не оперон, как у прокариот.
Оператор, как таковой, отсутствует.
Промотор есть, но он организован иначе.
На расстоянии -25 п.н. от +1 нукл. находится ТАТА-бокс. Его позиция определяет точку инициации транскрипции. А на расстоянии -60-80 п.н. находится ЦААТ-бокс, который не является абсолютно необходимым, но присутствует перед большинством генов.
Расстояние между ЦААТ и ТАТА большое и РНК-полимераза не способна накрыть всю эту область.
ЦААТ опознается своим белком, а ТАТА - своим.
|
|
|
Помимо этих есть еще несколько белков, называемых базальными факторами транскрипции.
4. базальные факторы транскрипции - белки, необходимые для инициации транскрипции.
Базальные факторы транскрипции необходимы для инициации транскрипции всеми тремя ядерными РНК-полимеразами.
5. Для любого гена, кодирующего белок, есть энхансеры (усилители) - - последовательности ДНК, усиливающие транскрипцию при взаимодействии со специфическими белками. и сайленсеры - последовательности ДНК, ослабляющие транскрипцию при взаимодействии с белками.
Вопрос 30
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1824; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!