Operon - นี่คืออะไร?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. รุ่น operon เป็นครั้งแรกที่นำเสนอโดยเจเอฟ Monod และจาค็อบ ในปี 1961 พวกเขาตรวจสอบกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของเซลล์ E. coli โดยเฉพาะอย่างยิ่งเราศึกษากลไกการควบคุมส่วนดีเอ็นเอเข้ารหัส น้ำตาลนม (แลคโตส)

ลักษณะ

Monod และจาค็อบเสนอรูปแบบการควบคุมประสานงานในส่วนของโครงสร้างของดีเอ็นเอ นักวิทยาศาสตร์ให้มันชื่อ "operon" схемы следующий. หลักการของการดำเนินงานของวงจรจะเป็นดังนี้ กลุ่มการจัดลำดับดีเอ็นเอเข้ารหัส polypeptides ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแต่ละอื่น ๆ ควบคุมผ่าตัดโดยสององค์ประกอบ ประการแรกคือการควบคุมและสอง - ผู้ประกอบการ หลังเป็นตัวแทนลำดับเบสที่อยู่ติดกับส่วนของโครงสร้างการควบคุม ถ้าโปรตีนคอมเพรสเซอร์ยึดมั่นในผู้ประกอบการที่จะป้องกันหน่วยถอดรหัสดีเอ็นเอทำหน้าที่เป็นสินค้าควบคุม นี้ในการเปิดเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของอุปสรรค steric สำหรับสารโพลิเมอร์ rna จะส่วนใดส่วนหนึ่งของโปรโมเตอร์ที่ หลังเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเริ่มต้นการถอดความ การพัฒนาอื่น ๆ จะเป็นกรณีที่ถ้าควบคุมทำหน้าที่ apoinduktor ในสถานการณ์เช่นนี้การเชื่อมต่อกับผู้ประกอบการที่จะสร้างเงื่อนไขสำหรับการถอดรหัส

ความจำเพาะ

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. operon - ลำดับดีเอ็นเอที่ถูกสร้างขึ้นจากการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดการเข้ารหัสภูมิภาคก่อการและผู้ประกอบการ การควบคุมองค์ประกอบอาจจะอยู่ในตำแหน่งต่อไปหรือในระยะทางที่กำหนดจากมัน ผู้ประกอบการมักจะเป็นระหว่างเว็บไซต์โครงสร้างและโปรโมเตอร์ มีสารโมเลกุลต่ำซึ่งสามารถควบคุม operon มี в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. นี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอฟเฟคที่มีปฏิกิริยาหรือส่วนโครงสร้าง krepressorami รวมอยู่ในวงจร

การจัดหมวดหมู่

จะถูกเหนี่ยวนำหรืออัดอั้น operon зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. มันขึ้นอยู่กับลักษณะของผลกระทบเกี่ยวกับกิจกรรมของพวกเขาของโมเลกุล effector เราเหนี่ยวนำให้เกิดโครงสร้างอุทยานอดกลั้นโดยการปิดกั้นที่มีผลผูกพันไปยังผู้ประกอบ ดังนั้นการมีอุปสรรคในการถอดความจากส่วนโครงสร้าง называется негативной. กฎระเบียบดังกล่าวเรียกว่า operons เชิงลบ แต่โครงสร้างอาจจะเกิดจากการควบคุมในเชิงบวก ในกรณีนี้ effector ผูกกับโมเลกุลโปรตีนกำกับดูแลการเปิดใช้งาน apoinduktor ของมัน ร่วมงานกับผู้ประกอบการที่จะช่วยให้การถอดรหัส ประเภทการควบคุมการกระทำเหล่านี้และให้ความเคารพอัดอั้นโครงสร้าง หากกฎระเบียบลบ effector ทำหน้าที่เป็น corepressor, เชื่อมต่อกับอดกลั้นไม่ได้ใช้งานและเปิดใช้งานมัน เป็นผลให้กำไรหลังความสามารถในการเทียบท่ากับผู้ประกอบการจึงปิดกั้นการถอดความ หากควบคุมบวกผูกพันเกิดขึ้นกับ apoinduktorom ใช้งาน ที่ซับซ้อนนี้ไม่สามารถเชื่อมต่อกับผู้ประกอบการ ดังนั้นส่วนโครงสร้างยังไม่ได้คัดลอก

ผลการวิจัย

ในการควบคุมเชิงลบจึง effector ผูกอดกลั้นที่ก่อให้เกิดการใช้งานหรือการเปิดใช้งาน ดังนั้นการเหนี่ยวนำหรืออัดอั้นถอดความจาก operon ในกรณีของการควบคุมบวกการเชื่อมต่อจะทำเพื่อ apoinduktoru กระบวนการนี้จะช่วยให้บล็อกหรือถอดความ ผลที่ได้ขึ้นอยู่กับรูปแบบที่ได้มา apoinduktor เมื่อติดกับ effector

โครงสร้างของ E.coli operon

ใน E. coli มีโครงสร้างที่มีความสามารถในการหมักแลคโตส ซึ่งจะรวมถึงผู้ก่อการและผู้ประกอบการสามส่วนดีเอ็นเอโครงสร้าง Coding gengalaktozidaza สัมผัสเอนไซม์ galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza สำหรับแต่ละของพวกเขามียีนของตัวเอง operon รวมถึง Z ส่วนครั่งครั่ง A, ครั่งวายกำเนิด encodes gengalaktozidazu เร่งแลคโตสเป็นน้ำตาลกลูโคสและกาแลคโต Lac Y โต้ตอบกับ galaktozidpermeazoy เอนไซม์นี้ ยังมีบริการขนส่งของน้ำตาลที่แตกต่างกัน Lac encodes tiogalaktozidtransatsetilazu บทบาทของตัวเอง แต่ไม่เป็นที่ชัดเจนในกระบวนการของการกำจัดของน้ำตาลนม โดยปกติแล้วทั้งหมดของโปรตีนที่พบในเซลล์ของเชื้อ Escherichia coli ในการติดตามปริมาณ แต่เมื่อปลูกในสภาพแวดล้อมที่นั้น แต่เพียงผู้เดียวแหล่งคาร์บอนและพลังงานทำหน้าที่แลคโตส, เอนไซม์จำนวนเติบโต 1000 ครั้ง

การสังเคราะห์เป็นส่วนประกอบ

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. operon แลคโตสรวมถึงโครงสร้างส่วนครั่ง 1 พวกเขาเข้ารหัสโปรตีนอดกลั้น ในสภาพที่ใช้งานก็เป็น tetramer ซึ่งจะเกิดขึ้นจากส่วนที่สี่สำเนาครั่ง 1 - polypeptide ประกอบไปด้วยกรดอะมิโน 360 เซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงในยีนนี้ในการสังเคราะห์โปรตีนเป็นส่วนประกอบเข้ารหัสครั่ง Z, Y และ A. ในกรณีนี้นี้เป็นไปได้ถ้ามีการกลายพันธุ์ที่ไม่เพียง แต่ในอดกลั้น แต่ในคำสั่ง การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมักจะถูกต้องที่โดดเด่น เพราะนี่คือความจริงที่ว่าผู้ประกอบการเมื่อเทียบกับอดกลั้นที่สามารถได้รับอิทธิพลจากความเป็นไปได้ของการถอดรหัสเฉพาะเมื่ออยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับโปรโมเตอร์ ถ้าอยู่ในสารประกอบเซลล์ที่เกิดขึ้นที่พวกเขามาพร้อมกับผู้ประกอบการในการแข่งขันสำหรับโมเลกุลอดกลั้น

ตัวเหนี่ยวนำ

พวกเขาอาจจะเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน แลคโตสทำหน้าที่เป็นทั้งการชักนำและเป็นสารตั้งต้น ในเซลล์ปกติและในกรณีที่ไม่มีเอนไซม์เหนี่ยวนำของสารที่มีความเป็นไปของการรุกของแลคโตสในปริมาณเล็กน้อย ในฐานะที่เป็นผลมาจากการแลคโตสเร่งปฏิกิริยาจะเปลี่ยนเป็น allolactose เขาหันผูกกับอดกลั้นและกระตุ้นให้เกิดความมันจากการถูกตัดการเชื่อมต่อจากผู้ประกอบการ นี้จะช่วยให้โพลิเมอร์อาร์เอ็นเอที่ท่าเรือโปรโมเตอร์ นี้จะเริ่มการถอดความจาก Z ครั่งและวายสารประกอบที่ทำหน้าที่เป็นเพียง inductors, IPTG และ TMG ที่ใช้ในการศึกษาการควบคุมของ operon แลคโตส

องค์ประกอบการดำเนินการยืนยัน

บัตรประจำตัวของพวกเขาเกิด diauksiey สาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้คือการใช้ประโยชน์ของแลคโตสเริ่มต้นเพียงหลังการใช้งานของน้ำตาลกลูโคสที่มีอยู่ทั้งหมดในสื่อที่ Diauksiya - เป็นหนึ่งในอาการของการปราบปราม catabolite ผลกระทบนี้จะเป็นที่รู้จักจากยุค 40 กลูโคส ศตวรรษที่ผ่านมา มันจะแสดงใน E. coli ไม่สามารถที่จะ catabolize คาร์โบไฮเดรตที่แตกต่างกันในการปรากฏตัวของกลูโคส เธอหันทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นของพลังงาน

กลไกของผลกระทบ

มันอาจถอดรหัส Pastan และเพิร์ลแมน พวกเขาพบว่าทั้งสององค์ประกอบที่มีการคัดลอก operon lac- небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. นี้เป็นโมเลกุลขนาดเล็ก effector - Camp (วงจร adenosine โมโน) และกระตุ้นโปรตีน catabolism ATS ในยูคาริโอเป็นครั้งแรกที่จะทำหน้าที่เป็นสื่อกลางของการกระทำของฮอร์โมน มันก็พบว่านอกเหนือจากค่าย E. coli เซลล์เจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่มีการปรากฏตัวของน้ำตาลกลูโคสที่ให้ชะลอความเร็วของมัน แต่มันจะถูกลบออกปราบปราม catabolic นี้ในการเปิดทำให้เกิดความเป็นไปได้ของการแสดงออกของ LAC-operon ในการปรากฏตัวพร้อมกันของน้ำตาลกลูโคสและแลคโตส หลังจากที่บางครั้งได้รับความสัมพันธ์แบบผกผัน กิจกรรมของการสังเคราะห์เอนไซม์ค่ายที่ยับยั้งโดยกลูโคส

ข้อสรุป

ถอดความจาก operon ที่อยู่ภายใต้การควบคุมแบบ dual - ลบและบวก CAP-Camp ซับซ้อนช่วยให้โพลิเมอร์ RNA เพื่อเชื่อมต่อกับดีเอ็นเอแม่แบบก่อนที่จะมีการประมวลผล ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ถอดรหัสโซ่เบื่อหน่ายที่สมบูรณ์ของภูมิภาคกฎระเบียบของ LAC-operon ซึ่งมีผู้ประกอบการและผู้ก่อการ นอกจากนี้ในปี 1969 เธอได้รับการจัดสรรชิ้นดีเอ็นเอบริสุทธิ์ที่มีครั่ง 1 โปรโมเตอร์และเต็มลำดับประกอบครั่ง Z และครั่งวายส่วนในการศึกษาก็พบว่ามีบทบาทสำคัญในการทำงานร่วมกันของโปรตีน multimeric กับดีเอ็นเอเป็นสมมาตรโครงสร้าง - palindrome . ผู้ประกอบการ LAC-operon ในปัจจุบันของพวกเขา 26. ในเวลาเดียวกัน 14 ของพวกเขามีความจำเพาะที่แตกต่างกัน โซ่ที่แตกต่างกันที่พวกเขาอ่านเหมือนกัน แต่ในทิศทางตรงกันข้าม ประโยคที่ระบุไว้ในส่วนโปรโมเตอร์และการโต้ตอบกับความซับซ้อนของ cAMP-CAP