Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 


Регуляция синтеза ферментов у бактерий

 

Хромосома бактерий состоит из групп отдельных генов, имеющих общую регуляцию и объединяемых в опероны. Оперон - это группа функционально связанных между собой генов. Белки, кодируемые генами одного оперона – это ферменты, катализирующие разные этапы одного метаболического пути. Транскрипция генов оперона ведет к синтезу общей иРНК.

Рассмотрим строение оперона на примере лактозного оперона (Lac -оперона) (рис. 1).

Lac -оперон состоит из кодирующей области, представленной тремя структурными генами, ответственными за синтез ферментов: β-галактозидазы, β-галактозидпермеазы и β-галактозидтрансацетилазы; а также из промоторно-операторной области. Оператор (обозначается как О) представляет собой небольшой участок ДНК, который граничит с первым структурным геном. С оператором может связываться белок-репрессор, блокируя начало транскрипции. Промотор (Р)– это небольшой участок ДНК перед оператором, служит местом связывания ДНК-зависимой РНК-полимеразы (транскриптазы) и от него начинается транскрипция ДНК. Оператор и промотор в некоторой степени перекрываются таким образом, что когда репрессор связан с ДНК в области оператора, то транскриптаза не может связаться с промотором и транскрипция структурных генов не происходит. Следовательно, промотор, оператор и структурные гены образуют оперон.

 
 

Транскрипционная активность входящих в оперон генов регулируется специальным геном - регулятором, или регуляторным геном (обозначается как ген R), который может располагаться рядом со структурными генами либо на некотором расстоянии от них. Ген R кодирует синтез специфического белка-репрессора. Репрессор – аллостерический белок, имеющий два центра связывания: один центр узнает оператор, другой – взаимодействует с эффектором или индуктором. Для Lac -оперона индуктором является лактоза, которая связывается с репрессором, переводит его в неактивную форму, в результате чего репрессор отсоединяется от оператора.

 

Рис. 1 - Работа лактозного оперона бактерий E. сoli: А – без лактозы, Б – с лактозой

Различают опероны индуцибельные и репрессибельные. Индуцибельные опероны ответственны за катаболизм углеводов: лактозы, арабинозы, галактозы и других углеводов. Лактозный оперон подвержен регуляции двух типов: 1) негативной (отрицательной); 2) позитивной (положительной).

1) Механизм негативной регуляции. В отсутствие лактозы молекула репрессора, активная в свободном состоянии, связывается с оператором, закрывая при этом промотор, что препятствует связыванию с ним РНК-полимеразы и началу транскрипции структурных генов.

2) Механизм позитивной регуляции. При этом типе регуляции РНК-полимераза может связаться с промотором лишь тогда, когда к промотору присоединен регуляторный белок БАК (расшифровывается: белок-активатор катаболитных оперонов). В свою очередь, БАК может связаться с промотором только в том случае, если в клетке в достаточно высокой концентрации присутствует циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). Если в клетке цАМФ отсутствует, то БАК не способен взаимодействовать с промотором. Это было установлено с использованием феномена диауксии.

Диауксия – это приспособление микроорганизмов к росту в средах, содержащих два разных источника углерода. При диауксии микроорганизмы используют сначала один из источников с помощью конститутивного фермента, а затем другой – с помощью индуцибельного фермента. Диауксия является одним из проявлений катаболитной репрессии.

Катаболитная репрессия – это репрессия глюкозой. Означает замедление или остановку синтеза ферментов, участвующих в катаболизме сахаров при выращивании бактерий в присутствии глюкозы, т.е. неспособность бактерий усваивать различные углеводы в присутствии глюкозы, как более эффективного источника энергии. Катаболитная репрессия наблюдается и в тех случаях, когда вместо лактозы используется какой-то другой углевод. Катаболитная репрессия глюкозой может быть снята, если в среду добавить цАМФ.

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Системы рестрикции и модификации бактериальной клетки | Взаимоотношения микроорганизмов с макроорганизмами
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1384 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2426 - | 2304 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.