BioNow

Прокариоты – это простейшие одноклеточные организмы, которым для того, чтобы выжить, требуется лишь благоприятная химическая среда.

Некоторые необходимые понятия.

Репрессор – это белок, блокирующий транскрипцию гена. В lac-системе репрессор представляет собой тетрамерный белок, и называется lac-репрессором. Он связывается с определенным участком на ДНК, который называется оператором.

Оператор (О) представляет собой небольшой участок ДНК, граничащий с первым структурным геном. Белок-репрессор может связываться с этим участком, блокируя тем самым инициацию транскрипции. Операторная последовательность, с которой связывается репрессор, содержит участок палиндромной ДНК. Последовательность с ось симметрии второго порядка (прозрачка 1), является частью места связывания с репрессором в lac-опрероне.

Промотор (Р) – это небольшой участок ДНК перед оператором. Он служит местом связывания РНК-полимеразы. Место связывания репрессора (О) и участок Р слегка перекрываются, так что, когда репрессор находится на ДНК, РНК-полимераза не может связаться с промотором и транскрипция не идет.

Индуктор представляет собой низкомолекулярное вещество, который связывается с репрессором и переводит его в неактивную форму, неспособную более связываться с оператором. Так, в lac-системе индуктором является лактоза, после ассоциации с которой, репрессор отсоединяется от lac-оператора. Индукция является одной из форм негативной регуляции, называется так потому, что транскрипция может идти лишь после удаления репрессора. Еще одной разновидностью негативной регуляции является так называемая катаболитная репрессия.

Репрессия происходит тогда, когда репрессор связывается с оператором не иначе как в комплексе с низкомолекулярным кофактором (корепрессором). Таким корепрессором часто бывает конечный продукт белкового синтеза, кодируемый опероном. Тогда, если концентрация этого продукта становится слишком высокой, он связывается с репрессором, и дальнейший его синтез прекращается. Примером такой системы может служить триптофановый оперон.

Регуляция содержания РНК в процессе биосинтеза

Регуляция образования РНК осуществляется на уровне инициации транскрипции:

1) за счет модификации структуры РНК-полимеразы. Так, β-субъединица РНК-полимеразы E.coli изменяется при заражении клеток некоторыми бактериофагами, а при споруляции определенных штаммов Bacillus наблюдается образование новой σ-субъединицы. В обоих случаях изменяется способность РНК-полимеразы к связыванию с промотором и скорость транскрипции соответствующих генов.

2) Заключается в изменении пространственной структуры ДНК, что влияет на способность РНК-полимеразы связываться с определенными промоторами и инициировать синтез РНК.

3) Ингибирование или стимулирование взаимодействия РНК-полимеразы с некоторыми промоторами при участии белков, которые связываются с ДНК в месте присоединения полимеразы или вблизи него. На связывание таких регуляторных белков – репрессоров и активаторов – часто влияют определенные метаболиты, играющие роль корепрессоров и коактиваторов.

Предположение об индукции синтеза ферментов было высказано Жакобом и Мано в 1961 г., для того, чтобы объяснить, каким образом бактериальные клетки реагируют на изменения окружающей их среды. Если для обеспечения жизнедеятельности клетки необходим какой-то метаболит, она должна быть способна к синтезу ферментов, которые «пристроят» его в нужное место. Однако синтезировать такие ферменты в отсутствии соответствующего метаболита было бы для клетки расточительством.

Спорогенез и гаметогенез у растений
Способность к размножению, или самовоспроизведению, является одним из обязательных и важнейших свойств живых организмов. Размножение поддерживает длительное существование вида, обеспечивает преемственность между родителями и их потомством в ряду многих поколений. Оно приводит к увеличению численности особей вида и способствует его рассе ...

Генная инженерия
Генная инженерия — раздел биотехнологии, связанный с целенаправленным конструированием новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке и синтезировать определенный продукт. Генная инженерия решает следующие задачи: 1) получение генов путем их синтеза или выделения из клеток; 2) получение рекомбинантных молеку ...

Критерии определения биологического возраста
Биологический возраст дает оценку индивидуального возрастного статуса. Такая оценка может производиться с использованием практически любых систем организма, поскольку все они характеризуются определенными изменениями на протяжении всего постнатального онтогенеза. Однако специалисты используют далеко не все из них. Существуют четкие крит ...