Opeón Discovery, Model, Klasifikácia, príklady

A Operón Skladá sa zo skupiny postupne usporiadaných génov, ktoré sú navzájom regulované, ktoré kódujú proteíny, ktoré sú funkčne príbuzné a ktoré sa nachádzajú v celom genóme baktérií a genómov „predkov“.

Tento regulačný mechanizmus bol opísaný F. Jacob a J. Monod v roku 1961, skutočnosť, ktorá im priniesla Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu v roku 1965. Títo vedci navrhli a demonštrovali fungovanie operátov prostredníctvom génov, ktoré kódujú pre enzýmy požadované Escherichia coli Na použitie laktózy.

Grafická schéma DNA vlákna s génmi, ktoré obsahujú laktózový operón (promótor, operátor, LACZ, LACY, LACQUER A TERMINATOR) (Zdroj: LLULL ~ Commonswiki prostredníctvom Wikimedia Commons)

Operati sú zodpovední za koordináciu syntézy proteínov podľa potrieb každej bunky, to znamená, že sa exprimujú iba na generovanie bielkovín v čase a presnom mieste, kde sú potrebné.

Gény obsiahnuté v operátoch sú všeobecne. Môže to byť syntéza aminokyselín, energie vo forme ATP, uhľohydrátov atď.

Operáti sa často nachádzajú aj v eukaryotických organizmoch, na rozdiel od prokaryotických organizmov, v eukaryotoch nie je oblasť operátora transkribovaná ako jediná molekula messengerovej RNA.

[TOC]

Objavenie

Prvým dôležitým pokrokom z hľadiska operátov Françoisa Jacoba a Jacquesa Monoda bolo zamerať problém „enzymatickej adaptácie“, ktorý pozostával zo vzhľadu špecifického enzýmu iba vtedy, keď bola bunka v prítomnosti substrátu.

Takáto bunková reakcia na substráty bola pozorovaná v baktériách pred mnohými rokmi. Vedci sa však pýtali, ako bunka presne určila, čo by sa mal syntetizovať enzým, aby metabolizoval uvedený substrát.

Jacob a Monod pozorovali, že bakteriálne bunky v prítomnosti uhľohydrátov typu galaktózy produkovali 100-krát viac p-galaktozidázy ako v normálnych podmienkach. Tento enzým je zodpovedný za rozklad β-galaktosidov tak, aby ich bunka metabolicky využila.

Môže vám slúžiť: generovanie synovca: definícia a vysvetlenie

Obaja vedci teda nazývajú galaktozidové uhľohydráty ako „induktory“, pretože boli zodpovední za vyvolanie zvýšenia syntézy p-galaktozidázy.

Podobne Jacob a Monod našli genetickú oblasť s tromi génmi, ktoré boli kontrolované koordinovaným spôsobom: gén Z, kódujúci enzým p-galaktozidázy; gén a kódovanie enzýmu permeasa laktózy (transport galaktozidov); a gén A, ktorý kóduje transaketylázový enzým, ktorý je tiež nevyhnutný pre asimiláciu galaktozidov.

Prostredníctvom následnej genetickej analýzy Jacob a Monod objasnili všetky aspekty genetickej kontroly laktózového operónu, pričom dospeli k záveru, že segment g génov a predstavuje jednu genetickú jednotku s koordinovanou expresiou, ktorá bola definovaná ako „Opeón“.

Operónový model

Prevádzkový model bol prvýkrát opísaný v roku 1965 Jacobom a Monodom, aby vysvetlil reguláciu génov, ktoré sú transkribované a transkribované pre enzýmy potrebné v Escherichia coli Aby sme metabolizovali laktózu ako zdroj energie.

Títo vedci navrhli, aby transkripty génu alebo súbor génov, ktoré sú postupne regulované dvoma prvkami: 1) regulačný gén alebo represorový gén 2) a operátor alebo operátor prevádzky.

Prevádzkový gén je vždy vedľa štrukturálnych génov, ktorých expresia je zodpovedná za reguláciu, zatiaľ čo represorový gén kóduje proteín nazývaný „represor“, ktorý sa viaže na operátora a zabraňuje jeho transkripcii.

Prepis je potlačený, keď je represor spojený s génom operátora. Týmto spôsobom sa genetická expresia génov, ktoré kodifikujú enzýmy potrebné na asimiláciu laktózy.

Môže vám slúžiť: PostMendelian Heritage: Hlavné teórie Schéma prevádzkovej operácie laktózy prostredníctvom rôznych kontrolných prvkov. Toto je operátor „modelu“, ktorý učitelia biológie používajú na výučbu fungovania týchto génov (zdroj: Tereseik. Práca odvodená od obrázka G3Pro. Španielsky preklad Alejandro Porto. [CC by (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)] Via Wikimedia Commons)

V súčasnosti je známe, že väzba represora na operátora sa so stérickými mechanizmami vyhýba, že RNA polymeráza sa spája s promótorovým miestom, aby začala transkripovať gény.

Stránka promótora je „stránka“, ktorá rozpoznáva RNA polymerázu, ktorá sa pripojí a prepisuje gény. Nemožno sa pripojiť, nemôže prepisovať žiadny zo sekvenčných génov.

Operačný gén je medzi genetickou oblasťou sekvencie známej ako promótor a štrukturálne gény. Jacob a Monod však tento región neidentifikovali vo svojej dobe.

V súčasnosti je známe, že úplná sekvencia, ktorá zahŕňa štrukturálny gén alebo gény, operátor a promótor, je v podstate to, čo predstavuje „opeón“.

Klasifikácia operácií

Operati sú klasifikované iba do troch rôznych kategórií, ktoré závisia od spôsobu, akým regulujú, to znamená, že niektoré sú neustále (konštitutívne) vyjadrené (konštitutívne), iné potrebujú na aktiváciu (indukovateľné) určitú špecifickú molekulu alebo faktor, a iné sú nepretržite vyjadrené, až kým induktor nie je vyjadrené (potlačiteľné).

Tri typy operónov sú:

Indukovateľný open

Opeóny tohto typu sú regulované molekulami v prostredí, ako sú aminokyseliny, cukry, metabolity atď. Tieto molekuly sú známe ako induktory. Ak molekula, ktorá pôsobí ako induktor, nie sú aktívne transkribované operóny.

V indukovateľných operáci. Keď je induktor spojený s represorom, vytvorí sa komplex, ktorý nemožno pripojiť k represoru, a preto sú operné gény preložené.

Môže vám slúžiť: Haploins Supply

Potláčateľný opón

Tieto operóny závisia od špecifických molekúl: aminokyseliny, cukry, kofaktory alebo transkripčné faktory,. Sú známe ako opravené a konajú úplne oproti induktorom.

Iba keď sa opravený pripojí k represoru, transkripcia sa zastaví, a teda transkripcia génov obsiahnutých vo vnútri v opee sa nestane. Potom sa transkripcia potlačiteľného opeónu zastaví iba s prítomnosťou opraveného.

Konštitutívny opón

Tieto typy operátov nie sú regulované. Neustále sú aktívne transkribované a v prípade, že je to určitá mutácia, ktorá ovplyvňuje sekvenciu týchto génov, môže byť ovplyvnená životnosť buniek, ktoré ich obsahujú.

Príklady

Prvým a najuznávanejším príkladom funkcie operónu je operátor Lak (laktóza). Tento systém je zodpovedný za transformáciu laktózy, disacharidu, v monosacharidoch glukózy a galaktózy. V tomto procese Tri enzýmy zákon:

- P-galaktozidáza, zodpovedná za premenu laktózy na glukózu a galaktózu.

- Laktóza pre prenos laktózy z extracelulárneho média do bunky a

- Transceilas, ktorá patrí do systému, ale má neznáme funkciu

Operón Trp (tryptofán) Escherichia coli Riadi syntézu tryptofánu, ktorý má predchodcu kyseliny korizmovej. V rámci tohto Opeone sú gény pre päť proteínov, ktoré sa používajú na produkciu troch enzýmov:

- Prvý enzým, kódovaný génmi E a D, katalyzuje prvé dve reakcie triptofánovej dráhy a je známy ako synteázový antranilát

- Druhým enzýmom je glycerolfosfát a katalyz

- Tretím a posledným enzýmom je syntetázový tryptofán, ktorý má na starosti produkciu tryptofánu z fosfátu a serínu indol-glycerol (tento enzým je produktom génov B a A) A)

Odkazy

1. Blumenthal, t. (2004). Otvára sa v eukaryotoch. Briefingy vo funkčnej genomike, 3(3), 199-211.
2. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snudd, p. D., & Santana Calderón,. (2000). Princípy genetiky. Princípy genetiky.
3. Osbourn, a. A., & Field, B. (2009). Otvoriť sa. Bunkové a molekulárne vedy života, 66 (23), 3755-3775.
4. Shapiro, J., Machattie, l., Eron, L., Ihler, G., Ippen, k., & Beckwith, J. (1969). Izolácia čistej lac opeon DNA. Nature, 224 (5221), 768-774.
5. Suzuki, D. Tón., & Griffiths, a. J. (1976). Úvod do genetickej analýzy. Wh Freeman and Company.