Operon - wat is dit?

была впервые предложена Ж. Моно и Ф. Жакобом. Operon model werd voor het eerst door J. Monod en F. Jacob voorgesteld. In 1961 onderzocht zij processen geassocieerd met de ontwikkeling van E. coli cellen. In het bijzonder hebben we de mechanismen die DNA-segmenten die coderen voor de melksuiker (lactose).

beschrijving

Monod en Jacob voorgestelde regeling gecoördineerde besturing van de structuurdelen van DNA. De wetenschappers gaven het de naam "operon". схемы следующий. Het werkingsprincipe van de schakeling is als volgt. Opstelling groep van DNA-sequenties die coderen voor polypeptiden die nauw met elkaar verbonden werkzaam door twee elementen. De eerste is de controller en de tweede - de operator. Dit laatste is weergegeven nucleotidesequentie aangrenzend aan gecontroleerde structurele delen. Indien het eiwit-compressor, de hechting aan de operator DNA transcriptie-eenheden te blokkeren fungeert als controleproduct. Dit, op zijn beurt, is een voorwaarde voor de vorming van de sterische belemmeringen voor RNA polymerase verbinding aan een bepaald gedeelte van de promotor. Dit laatste is nodig om transcriptie te initiëren. Andere ontwikkelingen zal het geval zijn, als de regulator apoinduktor. In deze situatie zal de verbinding met de operator voorwaarden voor de transcriptie te creëren.

specificiteit

последовательность ДНК, которая состоит из тесно сцепленных кодирующих участков, промотора и оператора. Operon - een DNA sequentie die bestaat uit nauw verbonden coderende gebieden, promotor en operator. Regelelement kan worden gepositioneerd ernaast of op een bepaalde afstand daarvan. De operator is vaak tussen structurele gebieden en promoter. Er zijn laag-moleculaire stoffen, die kunnen worden gecontroleerd operon. в частности, эффекторы, которые являются индукторами или крепрессорами структурных участков, включенных в схему. Dit met name de effectoren die inducerend of krepressorami structurele delen in het circuit.

classificatie

Wordt geïnduceerd of onderdrukt operon. зависит от характера влияния на их деятельность молекул-эффекторов. Het hangt af van de aard van de impact op hun activiteit van effector-moleculen. We geïnduceerde structuren hij samenkomt met de repressor door het blokkeren van binding aan de operator. Dienovereenkomstig zijn er belemmeringen voor de transcriptie van de structurele delen. называется негативной. Een dergelijke regeling wordt genoemd negatief operons. Echter, kan de structuur worden geïnduceerd door de positieve controle. In dit geval is de effector bindt aan een regulerende eiwitmolecuul, activeren de apoinduktor. Deelnemen aan de operator, het stelt de transcriptie. Deze types controle handelen en respect onderdrukt structuren. Als de negatieve regulatie, effector, als corepressor, die verband houden met een inactieve repressor en activeert het. Hierdoor krijgt deze de mogelijkheid om dock met de operator, waardoor het blokkeren van transcriptie. Als de positieve controle binding plaatsvindt met actieve apoinduktorom. Dit complex kan niet worden aangesloten op de operator. Bijgevolg zijn structurele delen niet getranscribeerd.

bevindingen

In de negatieve controle, waardoor effector bindt de repressor, waardoor inactivatie of activatie. Dienovereenkomstig geïnduceerde of onderdrukte transcriptie van het operon. Bij een positieve controle, wordt verbinding gemaakt apoinduktoru. Dit proces maakt of blokkeert transcriptie. Het resultaat is afhankelijk van de vorm die apoinduktor verwerft bij bevestiging op de effector.

De structuur van het operon E.coli

In E. coli is een structuur met de mogelijkheid om lactose te fermenteren. Het omvat de promoter en operator drie structurele DNA-deel. Coderende blootgesteld gengalaktozidaza enzymen galaktozidpermeaza, tiogalaktozidtransatsetilaza. Voor elk van hen heeft zijn eigen gen. Het operon bevat delen lac Z, lac A, lac Y. oorsprong codeert gengalaktozidazu katalyseren van de lactose in glucose en galactose. Lac Y interageert met galaktozidpermeazoy. Dit enzym verzorgt het transport van verschillende suikers. Lac A codeert tiogalaktozidtransatsetilazu. Haar rol is echter niet duidelijk in het proces van afvoeren van melksuiker. Typisch, alle eiwitten in de cellen van Escherichia coli in sporenhoeveelheden. Echter, indien gegroeid in zijn omgeving, waarbij de enige koolstofbron en energiebron werkt lactose, enzymen aantal groeit 1000 keer.

constitutieve synthese

включает в себя структурный участок lac 1. Им кодируется белок-репрессор. Lactose operon omvat een structuurdeel lac 1. Zij gecodeerde repressor eiwit. In de actieve toestand, is een tetrameer, dat is gevormd uit vier exemplaren deel lac 1 - een polypeptide dat een 360 aminozuren. Cellen met veranderingen in dit gen op constitutieve synthese van eiwitten gecodeerd lac Z, Y en A. In dit geval is dit mogelijk wanneer er niet alleen mutaties in de repressor, maar in de verklaring. Dergelijke veranderingen zijn altijd cis-dominant. Dit komt door het feit dat de exploitant, in tegenstelling tot een repressor kan worden beïnvloed door de mogelijkheid van transcriptie wanneer in dichte nabijheid van de promoter. Indien aanwezig in het cel-geïnduceerde verbindingen, komen ze een operator in de competitie voor de repressor molecuul.

spoelen

Ze kunnen verschillende verbindingen. Lactose fungeert als een inducer en als substraat. In normale cellen en in afwezigheid van geïnduceerde resterende enzymactiviteit van de verbindingen verschaft de mogelijkheid penetratie van lactose in geringe hoeveelheden. Door de katalytische omzetting lactose wordt omgezet in allolactose. Hij op zijn beurt bindt aan de repressor en provoceert dat het wordt losgekoppeld van de operator. Hierdoor kan het RNA-polymerase aan de promotor dock. Dit zal de transcriptie van lac Z, A en Y. Verbindingen uitsluitend als inductors, IPTG en TMG gebruikt voor de besturing van een lactose-operon studie beginnen.

Positieve actie elementen

Hun identificatie wordt veroorzaakt diauksiey. De essentie van dit fenomeen is dat het gebruik van lactose begint pas na het gebruik van alle beschikbare glucose in het medium. Diauksiya - een van de uitingen van katabolische repressie. Dit effect is bekend uit glucose 40s. de vorige eeuw. Het wordt tot expressie gebracht in E. coli onvermogen om verschillende koolhydraten in aanwezigheid van glucose catabolize. Zij, op hun beurt, fungeert als een meer efficiënte bron van energie.

Het mechanisme van het effect

Het kon ontcijferen Pastan en Perlman. Ze vonden de twee elementen die worden getranscribeerd lac operon. небольшая молекула-эффектор – цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) и белок-активатор катаболизма САР. Dit is een klein molecuul effector - cAMP (cyclisch adenosine monofosfaat) en activator proteïne katabolisme ATS. In eukaryoten, eerste bemiddelt van hormoonwerking. Gevonden werd dat de toevoeging van cAMP E. coli cellen groeien in een omgeving met de aanwezigheid van glucose, vertraagt de snelheid, maar verwijderd katabolische repressie. Dit veroorzaakt op zijn beurt de mogelijkheid van de expressie van lac-operon in de gelijktijdige aanwezigheid van glucose en lactose. Na enige tijd is een omgekeerde relatie geweest. De activiteit van het enzym cAMP synthese wordt geremd door glucose.

conclusie

Transcriptie van het operon onder tweevoudige controle - negatief en positief. CAP-cAMP complex maakt het RNA polymerase verbinding met het matrijs-DNA voorafgaand aan de verwerking. Op dit moment, wetenschappers ontcijferd de volledige nucleotide keten van het regulerende gebied van de lac-operon, waarin sprake is van een operator en promotor. Bovendien, in 1969, werd zij toegewezen zuivere DNA-fragment dat lac-1-promotor en volledig operatorsequentie, lacZ en lac Y. fragment In de studie werd gevonden dat een belangrijke rol in de interactie van multimere eiwitten met DNA behoort symmetrische structuren - palindroom . De lac-operon exploitant van de huidige 26. Tegelijk 14 daarvan zijn verschillende specificiteit. Verschillende ketens lees ze hetzelfde, maar in tegengestelde richting. Palindroom die in de promoter deel en interactie met een complex van cAMP-CAP.