Operacja szumu (operacja indukowalna) i operacja represji

Geny są regulowane jako jednostka za pomocą pojedynczego przełącznika zwanego operatorem. Promotorowy gen zaznacza miejsce, w którym rozpoczyna się transkrypcja mRNA i gdzie enzymy polimerazy RNA ptaki. Cała jednostka nazywa się operonem.

Działanie genu strukturalnego jest regulowane przez miejsce operatora za pomocą białka represorowego wytwarzanego przez działanie genu "i" zwanego genem regulatorowym. Geny są wyrażane lub nie wyrażane w zależności od tego, czy przełącznik operacyjny jest włączony czy wyłączony.

Po włączeniu operatora trzy geny są transkrybowane przez polimerazę RNA w pojedynczy odcinek mRNA pokrywający wszystkie trzy geny. Każdy segment genu nazywany jest cistronem, a długi mRNA obejmujący wszystkie cistrony znany jest jako policistronowy. Jeśli laktoza zostanie usunięta z pożywki, enzymy potrzebne do degradacji nie są produkowane.

Substancja represorowa może łączyć się z genem operatora, aby powstrzymać jego działanie na dwa sposoby:

(I) Lac Oper (Operacja indukowalna):

W związku z tym operon jest ogólnie wyłączony, w wyniku czego nie ma transkrypcji, a zatem nie powstają białka (enzymy) (ryc. 6.63). Jednakże można go włączyć, jeśli metabolit jest dostarczany do bakterii z zewnątrz.

Składa się z trzech genów strukturalnych: Lac Z, Lac Y i Lac A, Dodany metabolit wchodzi w kontakt z aktywnym represorem związanym z operatorem, prowadzi do zmiany w strukturze represora i represor jest usuwany z operatora.

Operon zostaje przepisany i powstają enzymy. Proces trwa do momentu zużycia metabolitu (induktora). Po pobraniu induktora (metabolitu) represor ponownie otrzymuje trzeciorzędową formę, wiąże go z operatorem i wyłącza operon (ryc. 6.64).

W operonie Lac laktoza po dodaniu wchodzi do komórek przez działanie enzymu, którego kilka molekuł znajduje się zwykle w komórce. Laktoza wiąże się z aktywnym represorem, co prowadzi do zmiany jego struktury. W rezultacie represor nie jest w stanie związać się z operatorem.

Teraz polimeraza RNA rozpoczyna proces transkrypcji operonu przez wiązanie z miejscem promotora P. Wszystkie trzy enzymy powstają w ten sposób. (β galaktozydaza, permeaza i transacetylaza, wreszcie wszystkie cząsteczki laktozy są zużyte, teraz nieaktywny represor staje się aktywny, przywiązuje się do operatora i ostatecznie wyłącza operon.

(II) Operacja represyjna (operon tryptofanowy i operacja argininowa):

W tym systemie operon jest zwykle włączony, aby transkrypcja zachodziła normalnie w celu syntezowania enzymów. Ale operon można wyłączyć z powodu braku zapotrzebowania na metabolit (ryc. 6.66 B).

W operonie tryptofanowym tworzenie tryptofanu (aminokwasu) wymaga działania pięciu enzymów kolejno. Powstaje tryptofan, ponieważ regulator genu R tworzy nieaktywny represor zwany aporepresorem, który nie przyłącza się do miejsca operatora.

Ponieważ miejsce operatora jest wolne od represora, system operonowy pozostaje włączony i syntetyzuje się wszystkie pięć enzymów potrzebnych do utworzenia tryptofanu (ryc. 6.66 A).

Gdy tryptofan gromadzi się lub dodaje, kilka cząsteczek tryptofanu działa jako współrepresor i wiąże się z nieaktywnym represorem (kompleks represor-korektor), który włącza się i przyłącza do operatora, wyłączając operon.