Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.12: Опероны
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Operons
 
ТРАНСКРИПТ

14.12: Опероны

Прокариоты могут контролировать экспрессию генов с помощью оперонов - последовательностей ДНК, состоящих из регуляторных элементов и сгруппированных, функционально связанных генов, кодирующих белок. Опероны используют одну промоторную последовательность для инициации транскрипции кластера генов (то есть группы структурных генов) в единую молекулу мРНК. Последовательность терминатора завершает транскрипцию. Операторная последовательность, расположенная между промотором и структурными генами, запрещает транскрипционную активность оперона, если она связана с репрессорным белком. В совокупности промотор, оператор, структурные гены и терминатор составляют ядро ​​оперона.

Опероны обычно бывают индуцируемыми или репрессируемыми. Индуцируемые опероны, такие как бактериальный lac оперон, обычно «выключены», но & ldquo; включаются & rdquo; в присутствии небольшой молекулы, называемой индуктором (например, аллолактозы). Когда глюкоза отсутствует, но присутствует лактоза, аллолактоза связывает и инактивирует репрессор оперона lac & mdash; позволяя оперону генерировать ферменты, ответственные за метаболизм лактозы.

Репрессируемые опероны, такие как бактериальный оперон trp , обычно & ldquo; включены & rdquo; но & ldquo; выключаются & rdquo; в присутствии небольшой молекулы, называемой корепрессором (например, триптофан). Когда триптофан & mdash; незаменимая аминокислота & mdash; присутствует в большом количестве, триптофан связывает и активирует репрессор trp & mdash; не позволяя оперону производить ферменты, необходимые для его синтеза.

Опероны также могут быть конститутивно (т. е. постоянно) активными. Например, опероны бактериальной рибосомной РНК (рРНК) всегда «включены». потому что рРНК постоянно требуются для трансляции.

Другие регуляторные элементы также вносят вклад в координированную экспрессию гена оперона. Регуляторные гены кодируют белки-активаторы или репрессоры транскрипции. Гены lacI и trpR, например, кодируют репрессоры своих соответствующих оперонов. Дополнительные регуляторные последовательности, такие как сайт связывания белка-активатора катаболита (CAP) lac-оперона, обеспечивают сайты связывания для других активаторов или репрессоров. Например, при низком уровне глюкозы сигнальная молекула (т. Е. Циклический AMP) активирует CAP & mdash; позволяя ей связываться с сайтом CAP, рекрутировать РНК-полимеразу и инициировать транскрипцию lac-оперона.


Литература для дополнительного чтения

Tags

Operons Prokaryotic Cells Genetic Sequences Regulatory Elements Protein-coding Genes Structural Genes Lac Operon LacZ LacY LacA Enzymes Lactose Metabolism Promoter Operator Terminator Sequences Lac Repressor Protein RNA Polymerase Glucose Concentration Allolactose Inducer Cyclic AMP Catabolite Activator Protein (CAP) Regulatory Sequence Transcription

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter