Роль оперона

Ученые впервые поняли регуляцию генов, когда они изучали кишечную палочку, тип бактерий, которые живут в нашей толстой кишке. Эта бактерия вырабатывает ферменты, которые помогают нам переваривать пищу, например лактозу в молоке. Кишечная палочка - это прокариот - организм, в клетках которого отсутствует ядро.

Прокариотическая ДНК сгруппирована в группы генов, называемых оперонами. Когда ученые впервые изучили lac оперон, обнаруженный в E.coli, они наблюдали регуляцию генов посредством репрессии и индукции транскрипции.

Репрессия описывает снижение транскрипции гена, тогда как индукция - это увеличение транскрипции гена. Lac оперона кишечной палочки индуцируется в присутствии лактозы, и он подавляется, когда лактоза исчезает. Иногда можно назвать индукцию и репрессию «включением» и «выключением» оперона. Можно думать об опероне как о контролируемом переключателем. Лактоза включает его, а отсутствие лактозы выключает его.

Но каков истинный механизм контроля транскрипции? Там на самом деле нет распределительного щита, микроскопически управляющего всем, что происходит в бактериальной ДНК. Как на самом деле работают репрессия и индукция и как насчет лактозы? Это только сахар.

Lac оперон из кишечной палочки. Как и все опероны, это группа связанных генов, которые кодируют подобные вещи. Их называют отдельными генами структурными генами. Структурный ген - это любой ген, который кодирует структурный белок или фермент. Ферменты - это всего лишь один вид белка. Структурные гены в lac operon кодируют три разных фермента. Первый фермент называется бета-галактозидазой. Второй - пермеаза галактозы, а третий - тиогалактозидтрансацетилаза. То есть, их можно назвать Бетти, Гейл и Тео. Все трое отвечают за расщепление лактозы в кишечнике. Поскольку Бетти, Гейл и Тео обычно нужны одновременно, то все их гены транскрибируются одновременно. Ген Бетти, ген Гейл и ген Тео все находятся рядом в lac-опероне.

Что есть перед структурными генами - короткий сегмент ДНК, и он называется оператором. Это та часть оперона, которая действует как переключатель для транскрипции. Это достигается путем предоставления связывания репрессора, который блокирует присоединение РНК-полимеразы к промотору. Поскольку, генетическая транскрипция начинается, когда РНК-полимераза обнаруживает промотор на антисмысловой цепи ДНК. РНК-полимераза начинает строить цепь мРНК сразу после промотора. В прокариотической клетке транскрипция продолжается по всей длине оперона. Если мы хотим, чтобы все структурные гены транскрибировались и транслировались, тогда нам нужна РНК-полимераза, чтобы сначала присоединиться к промотору.

Видео обзор

Лактозный оперон - что такое. Пример регуляции активности генов.

Цитология. Лекция 29. Транскрипция

ГЕН и ОПЕРОН. Как работает лактозный оперон

Регуляция экспрессии генов

Лактозный оперон | Биохимия