Активатор ускоряет посадку рнк полимеразы на промотор
Обновлено: 05.10.2024
Найдите в тексте ошибочные высказывания и исправьте их.
Каждый оперон содержит оператор. Белок-репрессор связывается с промотором и подавляет транскрипцию. Некоторые опероны не содержат оператора; они транскрибируются постоянно. В операторе закодирован белок- активатор. Активатор ускоряет посадку РНК-полимеразы на промотор.
Правильный ответ"не каждый оперон содержит оператор. Белок-репрессор связывается с оператором и подавляет транскрипцию. Некоторые опероны не содержат оператора; они транскрибируются постоянно. В некоторых оперонах промоторы плохо узнаются полимеразой, для её посадки на ДНК и начала движения нужен специальный белок-активатор. Активатор ускоряет посадку РНК-полимеразы на промотор."
L а c -оперон Е. coli содержит 3 гена, отвечающие за образование белков, участвующих в переносе в клетку дисахарида лактозы и в ее расщеплении.
В отсутствие в
клетке лактозы
lac - оперон выклю-чен. Активный белок репрессор,
кодируемый в
моноцистронном
o пероне ( LacI ) ,
не имеющем опера гора, связан опертором lac - оперона. Поскольку опера-тор перекрывается с промотором, даже посадка РНК-полимеразы на промотор невозможна.
Как только некоторое количество лактозы попадает в клетку, две молекулы субстрата (лактозы) взаимодействуют с белком - репрессором, изменяют его конформацию - и он теряеет сродство к оператору.
Тут же начинается транскрипция La с-оперона и трансляция образующейся m РНК; три синтезируемых белка участвуют в утилизации лактозы.
Когда вся лактоза переработана, очередная порция репрессора, свободного от лактозы, выключает La с-оперон.
В опероне имеется 5 цистронов, которые кодируют ферменты последовательной цепи реакций синтеза триптофана. В норме оперон включен. Белок репрессор неактивен (в форме апо-репрессора), он не способен садиться на оператор.
Клетке нужно N молекул триптофана. N +1-ая молекула взаимодействует с апорепрес-сором. Он меняет конформацию, садится на оператор и синтез РНК прекращается.
Помимо "грубой схемы" включения - выключения, есть и тонкая регуляция синтеза триптофана – аттенуация ( см. лекцию N 9).
В нем 3 цистрона, которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар арабинозу. В норме оперон закрыт. Белок - репрессор связан с оператором.
Когда в клетку попадает
арабиноза, он взаимодействует с белком - репрессором. Белок репрессор меняет конформацию и превращается из репрессора в активатор, взаимодействующий с промо-тором и облегчающий посадку РНК-полимеразы на промотор.
Эта схема регуляции называется позитивной индук-цией, поскольку контролирующий элемент - белок - активатор "включает" работу оперона.
В опероне располагаются цистроны ферментов синтеза рибофлавина. Есть белок-активатор, обеспечивающий посадку РНК-полимеразы на промотор. В норме оперон открыт. Образуется N молекул рибофлавина.
N +1-ая молекула (лишняя) взаимодействует с активатором и он теряет способность активировать посадку РНК-полимеразы на промотор.
Позитивная репрессия, поскольку в регуляции участвует белок -активатор, а сама регуляция заклю-чается в выключении транскрипции.
Эта схема называется так потому, что контролирующим транскрипцию фактором является негативный фактор, "выключатель" - белок -репрессор. Индукция (включение) происходит при потере сродства белка - репрессора к оператору.
цАМФ образуется из АТФ ферментом аденилатциклазой. Фосфодиэстераза превращает цАМФ в АМФ. Глюкоза активирует второй и инактивирует первый фермент.
Чем больше в клетке глюкозы, тем меньше цАМФ.
Если нет глюкозы, то цАМФ соединяется с белком катаболической репрессии (САР) и образуется комплекс САР-цАМФ, активирующий посадку
РНК-полимеразы на промотор. В присутствии лактозы La с-оперон включается и работает.
Если же в клетке есть еще и глюкоза (более экономичный источнок энергии), то нет цАМФ - и активатор не образуется, Lac -оперон работает "вяло", без дополнительной индукции.
В отсут в клетке лактозы lac- оперон выключен.Активный белок - репрессор, кодируемый в моноцистронном опероне (LacI) , не имеющем оператора, связан с оператором lac-оперонаОператор перекрывается с промотором, даже посадка РНК-полимеразы на промотор невозможна.Как только некот колич лактозы попадает в кл, две молекулы лактозы взаимод с белком - репрессором, изменяют его конформацию и он теряеет сродство к оператору.Тут же начинается транскрипция lac-оперона и трансляция образующейся mРНК; три синт белка участвуют в утилизации лактозы.Когда вся лактоза переработана, очередная порция репрессора, свободного от лактозы, выключает lac-оперон. Эта схема называется негативной потому, что фактором, контролирующим транскрипцию, явл негативный фактор- "выключатель" - белок - репрессор. Индукция (включение) происходит при потере сродства белка - репрессора к оператору
26)Схема позитивной индукции
Аra-оперон E. сoli содержит
3 цистрона, которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар арабинозу.В норме оперон закрыт
Белок - репрессор связан с оператором
Когда в клетку попадает арабиноза, она взаимодействует с белком – репрессором.Белок - репрессор меняет конформацию и превращается из репрессора в активатор, взаимодействующий с промотором и облегчающий посадку РНК-полимеразы на промотор Эта схема регуляции называется позитивной индукцией, поскольку контролирующий элемент - белок - активатор "включает" работу оперона
27Схема позитивной репрессии оперона рибофлавина b.Subtilis.
Оперон синтеза рибофлавина Вacilus subtilis содержи: тцистроны ферментов синтеза рибофлавина
есть белок-активатор, обеспечивающий посадку РНК-полимеразы на промотор
внорме оперон открыт
Образуется N молекул рибофлавина
N+1-ая молекула (лишняя) взаимодействует с активатором и он теряет способность активировать посадку РНК-полимеразы на промоторПозитивная репрессия, поскольку в регуляции участвует белок - активатор, а сама регуляция заключается в выключении транскрипции
28)Схема негативной репрессии триптофана e.Coli.
Оперон синтеза триптофана у E. сoli содержит 5 цистронов.Цистроны кодируют ферменты последовательной цепи реакций синтеза триптофана
в норме оперон включен Белок - репрессор неактивен -в форме апо-репрессора - он не способен садиться на оператор.Клетке нужно N молекул триптофана.N+1-ая молекула взаимодействует с апо-репрессором.апо-репрессор меняет конформацию, взаимодействует с оператором -синтез РНК прекращается.
Схема регуляции - негативная репрессия, потому что белок репрессор "выключает" оперон
Помимо "грубой схемы" включения - выключения, есть и тонкая регуляция синтеза триптофана - Аттенуация (ослабление) Между оператором и первым цистроном триптофанового оперона E.сoli есть протяженный участок (162 п.н.), который содержит аттенуатор.в этом районе происходит прекращение транскрипции и отсоединение РНК-полимеразы от ДНК
происходит остановка РНК-полимеразы в процессе транскрипции в том случае, если концентрация триптофана в клетке к этому моменту повысилась В аттенуаторе выделяют 4 посл-ти, частично комплементарные друг другу
первая кодирует 14-и членный пептид (Met-Lys-Ala-Ile-Phe-Val-Leu-Lys-Gly-Trp-Trp-Arg-Thr-Ser)на 10-ом и 11-ом месте в нем стоит триптофан
Если триптофан в клетке есть и он
доступен то -рибосома с легкостью преодолевает участок 1 и стерически мешает образованию шпильки (2)-(3).тогда образуется шпилька (3)-(4) она узнается РНК-полимеразой как сигнал прекращения транскрипции.Синтез mРНК обрывается
Если триптофан недоступен, то -
рибосома застревает на участке 1
и образуется шпилька (2)-(3)
в этом случае не может образоваться шпилька (3)-(4)сигнала для прекращения синтеза mРНК нет
В клетках прокариот процессы транскрипции и трансляции протекают почти одновременно, поэтому весьма сложно внести какие-либо изменения в структуру синтезированной РНК. Регуляция генной активности прокариот практически полностью осуществляется на уровне транскрипции.
- оператор – участок присоединения белка-репрессора;
- терминатор – участок окончания синтеза генов оперона;
- ген-регулятор, кодирующий белок-репрессор. Ген-регулятор не входит в состав оперона. Он может быть с ним сцеплен, а может находиться на некотором расстоянии.
Рис. 1. Структура оперона:
I – ген-регулятор; Р – промотор; О – участок-оператор; С1, С2, С3– структурные гены оперона; Т – терминатор
Такой механизм получил название негативной регуляции и впервые был исследован на лактозном опероне E. coli, где роль индуктора выполняет лактоза. При негативной регуляции гены транскрибируются, если они не выключены регуляторным белком (белком-репрессором).
Затем у бактерий был описан механизм позитивной регуляции. При этом способе структурные гены транскрибируются только в присутствии белка-активатора (апоиндуктора). Белок-активатор часто предварительно связывается с ц-АМФ.
Индукторы (обычно это используемые бактериями питательные вещества), белки-репрессоры и белки-активаторы находятся в отношениях обратной связи (положительной и отрицательной), формируя 4 варианта регуляции активности оперона (табл. 1).
Таблица 1. Регуляция активности оперонов прокариот
Один и тот же регуляторный белок может быть репрессором для гена А и активатором для гена В. С другой стороны, для активации некоторых оперонов необходимо два регуляторных белка, которые предварительно соединяются друг с другом.
Гены-регуляторы, синтезирующие белок-репрессор и белок-активатор, принципиально не отличаются от структурных генов, также обладая собственными промоторами и терминаторами.
Основным преимуществом оперонной регуляции для прокариот является синхронизация активности генов одного кластера. Выживаемость бактерий во многом зависит от их способности быстро переключать метаболизм с одного субстрата на другой. С эволюционной точки зрения скорость переключения для бактерий важнее тонкости регуляции.
Читайте также: