Operon (Magyar)

Operon definíció

az operon egy funkcionálisan összefüggő gének halmaza, amelyet egy megosztott operátor irányít. Az operonok több génből állnak, amelyek egy promóterrel és egy operátorral vannak csoportosítva. Az operonok prokariótákban (baktériumok és archaea) vannak jelen, de eukariótákban hiányoznak. Bizonyos esetekben több operont ugyanaz a szabályozó fehérje vezérel; ezekben az esetekben az operonok Regulont alkotnak. Az operonokat François Jacob és Jacques Monod először 1961-ben azonosította génexpressziós kontroll módjaként.,

Operonstruktúra

az Operonok olyan DNS-régiók, amelyek rokon gének klasztereit tartalmazzák. Ezek egy promoter régióból, egy operátorból és több kapcsolódó génből állnak. Az operátor a promóteren belül vagy a promóter és a gének között helyezkedhet el. Az RNS polimeráz transzkripciót kezdeményez a promoter régióhoz való kötéssel. A kezelő elhelyezkedése fontos, mivel szabályozása lehetővé teszi vagy megakadályozza a gének mRNS-be történő átírását.,

Operonfüggvény

az operon a polipeptidek génexpressziójának és szintézisének teljes csomagja. A kapcsolódó gének kombinálásával az adott funkcióhoz szükséges összes polipeptidet egyetlen ingerre reagálva szintetizálják. Az Escherichia coli baktérium például számos operonba és regulonba csoportosított gént tartalmaz: a laktóz lebomlásában részt vevő Lac operont, a TRP operont, amely részt vesz a triptofán bioszintézisében, valamint a hisztidin bioszintézisében részt vevő his operont., Ezek az operonok be vannak kapcsolva, amikor a géntermékekre van szükség.

az Operonok negatív vagy pozitív kontroll alatt állhatnak. A negatív kontroll magában foglalja az operon kikapcsolását represszor jelenlétében; ez lehet elnyomható vagy indukálható. Az elnyomó operon az, amely általában be van kapcsolva, de elnyomható egy elnyomó molekula jelenlétében. A represszor úgy kötődik az operátorhoz, hogy az RNS-polimeráz mozgása vagy kötődése blokkolva legyen, és a transzkripció nem folytatódhat. Az indukálható operon általában ki van kapcsolva., Induktor hiányában a kezelőt egy represszor molekula blokkolja. Amikor az induktor jelen van, kölcsönhatásba lép a represszor fehérjével, felszabadítva azt a kezelőtől, és lehetővé téve a transzkripció folytatását. Az elnyomható operonok általában részt vesznek az anabolikus útvonalakban, vagy egy lényeges összetevő szintézisében, míg az indukálható operonok általában részt vesznek a katabolikus útvonalakban, vagy a tápanyag lebontásában. Az operon pozitív kontrollja az, amikor a gén expresszióját szabályozó fehérje jelenléte stimulálja.,

Lac Operon

a Lac operon a klasszikus operon példa, és felelős a tejfehérje laktóz lebomlásáért. A Lac operon indukálható operon; laktóz hiányában a kezelőt egy represszor fehérje blokkolja. Az operon operátorral rendelkező promoterből és három génből (lacZ, lacY és lacA) áll, amelyek β-galaktozidázt, permeázt és transzacetilázt kódolnak., A három gének vesznek részt a laktóz bontása a metabolitok: β-galaktozidáz szünetek laktóz le a glükóz, galaktóz, míg a másik két fehérjék támogatás az anyagcsere-folyamat. A Lac operon expresszióját a Laci szabályozó gén szabályozza, amely közvetlenül a promoter régió mellett található. LacI egy alloszterikus represszor fehérjét kódol, ami “kikapcsolja”a Lac operont.

ahhoz, hogy a Lac operon be legyen kapcsolva, az induktor molekulának inaktiválnia kell a represszor fehérjét., Az induktor molekula ebben a rendszerben allolaktóz, laktóz izomer. Amikor a laktóz és izomerje jelen van a sejtben, az allolaktóz a represszor fehérje alloszterikus helyeihez kötődik, megváltoztatva konformációját és inaktívvá téve azt. Ahogy a represszor fehérje leválik az operátorról, az RNS polimeráz kötődhet a promoterhez, transzkripció léphet fel, a három laktóz lebomlási gén pedig szintetizálható.

Az ábra a Lac operon és a szomszédos lacR represszor gén szerkezetét mutatja.,

a Lac operon szintén pozitív génszabályozás alatt áll. Míg a Lacz, lacY és lacA gének szintéziséhez laktóz jelenlétében a represszor fehérje eltávolítása szükséges, a génexpresszió alacsony marad. A génexpresszió szintjét az előnyben részesített energiaforrás, a glükóz mennyisége szabályozza a sejtben. Ezt a szabályozást egy alloszterikus szabályozó fehérje, a katabolit aktivátor fehérje (CAP) szabályozza. Ha a sejt glükózszintje alacsony, a szerves molekula ciklikus AMP nagy koncentrációban van., A ciklikus erősítő aktiválja a CAP-ot az alloszterikus helyekhez való kötéssel, ami a CAP-ot a Lac operon promoter-hez köti. A represszor fehérjékkel ellentétben a CAP kötődése a Lac operonhoz stimulálja a gén expresszióját. Amikor a sejt glükózszintje emelkedik, a sejt ciklikus AMP-szintje csökken, és az aktivátor fehérje elválasztódik a promótertől. A transzkripció alacsony szintre tér vissza, vagy kikapcsol, ha a represszor fehérje visszaáll.

Az ábra a Lac operont ábrázolja, valamint azt, hogy génexpressziója mind pozitív, mind negatív kontroll alatt áll.,

TRP Operon

a TRP operon felelős a tritofán aminosav szintéziséért, ha nem áll rendelkezésre a környezetben. A Trp operon egy operátorral rendelkező promoterből és öt génből áll, amelyek enzimeket kódolnak a triptofán szintézishez. A Trp operont a trpr szabályozó gén szabályozza, egy olyan gén, amely a TRP operontól távol helyezkedik el.

a Trp operon példa egy elnyomó operonra; be van kapcsolva, kivéve, ha egy represszor fehérje kikapcsolja. A represszor fehérjét trpR szintetizálja., Míg a represszor fehérje mindig jelen van a sejtben, inaktív formában szintetizálódik. Amikor egy corepressor van jelen, ebben az esetben a triptofán, az alloszterikus helyen kötődik a represszor fehérjéhez. Ez megváltoztatja a fehérje konformációját úgy, hogy képes kötődni az operátorhoz, és blokkolja a transzkripciót azáltal, hogy megakadályozza az RNS-polimeráz kötődését a promoterhez. Ily módon a sejt energiát takarít meg azáltal, hogy nem termel triptofánt, ha már jelen van.,

Az ábra a TRP operont ábrázolja a represszor génnel, a promóterrel, az operátorral és öt triptofánszintetizáló génnel.

1. A következő szervezetek közül melyik tartalmaz operonokat?
A.
B. B.
C.
D. archaea