Индукция және репрессия механизмдерін реттейтін оперондардың қызметі. Оперонның екі түрі белгілі

Индукция және репрессия механизмдерін реттейтін оперондардың қызметі.

Оперонның екі түрі белгілі:

1)Индукцияланатын оперондар: реттеуші болып бақылау реакциялар тізбегінің бастапқы өнімі саналады - лактоза опероны; егер ортада бұл субстрат болмаса ақуыз-репрессор оператормен байланысып РНҚ полимеразаның оперон гендерін транскрипциялау қызметін бастырмалайды (оперон "өшірілген"); егер ортада алғашқы өнім болса не жинақтала бастаса, оның кейбір бөлігі ақуыз-репрессормен байланысып оның оператормен қосылуын болдырмайды; оперон "іске қосылады" ж/е алғашқы өнімді ыдыратушы ферменттер синтезделінеді

2) Репрессияланатын оперон: реттеуші болып бақылау реакциялар тізбегінің ақырғы өнімі саналады-триптофон опероны. Егер ортада бұл өнім болмаса ақуыз-репрессор оператормен қосыла алмайды, сондықтан РНҚ-полимераза оперон гендерін транскрипциялайды-оперон "іске қосылады" ж/е ақырғы өнімінің түзілуі үшін қажет ферменттер синтезделінеді. Егер ортада ақырғы өнім жинақталса, оның біршама бөлігі ақуыз репрессормен байланысып оның оператормен қосылуына ықпал етеді-оперон "өшіріледі", ақырғы өнімнің түзілуіне қажет ферменттер синтезі тоқталады

Триптофан оперонында да екі жақты реттелу механизмі болады. Біріншіден РНҚ-полимеразаның оператор арқылы жылжуы реттелінеді, екіншіден-транскрипцияның аттенюатор учаскесінде аяқталуы арқылы реттелінеді.

Егер жасушада триптофан аминкышкылы жеткiлiктi болса лидерлік пептид (ЛП) узіліссіз синтезделінеді, онын рибосомасы және РНК полимеразасы аттенюаторга жеткен кезде транскрипциянын аяқталуы туралы сигнал пайда болады. РНК-полимераза ДНК молекуласынан диссоциацияланады (ажырайды) және ген акпараты әрi карай транскрипцияланбайды. Осылайша, триптофан лидерлiк пептидке косылып, аттенюаторлык механизм аркылы өзiнiң түзiлуiне кажет ферменттердiн синтезделуiн бастырмалайды (репрессиялайды). Ал егер, жасушада триптофан концентрациясы темен (а3) болса, рибосомада лидерлiк пептидтiн синтезделуi кешеуілдейді және ол РНК полимераза ферментіне ілесе алмай артта калып кояды. Бұл ДНК-нын жане а-РНК-нын лидерлiк бөлiмiнiң конфигурациясын өзгертiп аттенюаторда трансляциянын аякталуы туралы сигналдын пайда болуын iске асырмайды. РНК-полимеразанын әр-бiр молекуласы осы "кауiптi" учаскеден аман есен өтіп гендердi транскрипциялайды, яғни а-РНК-лар синтезелiнедi.

Лактоза оперонында-да, индукцияланатын оперон сиякты, гендердiн экспрессиясын реттеудiн 2 әдiсi колданылады: 1) РНК-полимеразанын промотормен байланысуын реттеу; 2) промотормен байланыскан РНК-полимеразанын өз гендерiне карай жылжуын реттеу. E. coli жасушасында лактоза оперонынын реттелуiн алғаш зерттеген Жакоб және Моно (1961) болатын. E. coli тiршiлiгi үшiн калыпты энергия көзі болып глюкоза саналады. Егер де тiршiлiк ортасында глюкоза болмаса ол лактозаны пайдалануға көшеді. Осы кезде жасушада лактозаны ыдырататын В-галоктозидаза ферменті синтезделуі кажет. В галактозидаза ферменті дисахарид-лактозаны галактозага ж/е глюкозаға ыдыратады. Ішек бактериясы жасушасында В-галактозидаза ферменттерінің синтезделуi коректік ортада лактоза болган жагдайда индукцияланады, ал онын мөлшерi азайса, не мулдем болмаса, бұл ферменттін синтезделу каркыны да азаяды не токталады. В-галактозидаза ферментi синтезделу үшiн iшек бактериясынын ДНҚ-сының Lac-Z гені транскрипцияланып онын а-РНК-сы түзiлуi кажет. В-галактозидаза ферментiнiң синтезделу каркыны индукцияланганнан кейін 1000 есеге дейiн артады және ол коректік ортада индуктор-лактоза болса бір денгейде узак уақыт усталып тұрады. В-галактозидаза ферментiнiн лактозадан баска және негiзгi индукторы ретiнде онын ыдырауында пайда болатын аралык зат аллактоза -да саналады.

• Лактоза оперонында 3 ген болады. Lac-Z ж/е Lac-Y лактозаны ыдырататын B-галактозидаза ж/е пермеаза ферменттерін кодтайды. B-галактозидаза ферменті лактозаның галактозаға ж/е глюкозаға ыдырауын катализдейді. Пермеаза ферменті лактозаның сыртқы ортадан бактерия жасушасына енуі үшін қажет. Lac-A гені трансацетилаза ферментін кодтайды