Opeón Discovery, Model, Classification, Eksempler

EN Operon Den består av en gruppe fortløpende bestilte gener som er regulert med hverandre, som koder for proteiner som er funksjonelt relatert og som finnes i genomet til bakterier og "forfedres" genomer.

Denne reguleringsmekanismen ble beskrevet ved f. Jacob og J. Monod i 1961, et faktum som tjente dem Nobelprisen for fysiologi og medisin i 1965. Disse forskerne foreslo og demonstrerte operats funksjon gjennom genene de koder for enzymene som kreves av Escherichia coli For bruk av laktose.

Grafisk skjema for en DNA -streng med genene som omfatter laktoseoperonet (promoter, operatør, lacz, lacy, lakk og terminator) (kilde: llull ~ Commonswiki via Wikimedia Commons)

Operatene er ansvarlige for å koordinere proteinsyntese i henhold til behovene til hver celle, det vil si at de bare uttrykker seg for å generere protein på det tidspunktet og det nøyaktige stedet der de er påkrevd.

Genene som finnes i operatene er generelt. Dette kan være syntesen av aminosyrer, av energi i form av ATP, av karbohydrater osv.

Operatene finnes også ofte i eukaryote organismer, men i motsetning til prokaryote organismer, blir ikke operatørregionen ikke transkribert som et enkelt molekyl av Messenger RNA.

[TOC]

Oppdagelse

Det første viktige fremskritt når det.

Slik cellerespons på underlag hadde blitt observert i bakterier for mange år siden. Forskerne lurte imidlertid på hvordan cellen bestemte nøyaktig hva enzymet skulle syntetisere for å metabolisere nevnte underlag.

Jacob og Monod observerte at bakterieceller, i nærvær av karbohydrater av galaktosetype, produserte 100 ganger mer ß-galaktosidase enn under normale forhold. Dette enzymet er det som er ansvarlig for å nedbryte ß-galaktosider slik at cellen utnytter dem metabolsk.

Det kan tjene deg: Filialgenerering: Definisjon og forklaring

Dermed kalte begge forskere galaktosid karbohydrater som "induktorer", siden de var ansvarlige for å indusere en økning i syntesen av ß-galaktosidase.

På samme måte fant Jacob og Monod en genetisk region med tre gener som ble kontrollert på en koordinert måte: Z-genet, koding for ß-galaktosidaseenzymet; genet og koding for permeasa laktoseenzym (transport av galaktosider); og A -genet, som koder for transacetylaseenzymet, som også er essensielt for assimilering av galaktosider.

Gjennom påfølgende genetisk analyse avklarte Jacob og Monod alle aspekter av den genetiske kontrollen av laktoseoperonet, og konkluderte med at segmentet av Z -gener, og å utgjøre en enkelt genetisk enhet med koordinert uttrykk, som var det de definerte som "opeón".

Operonmodell

Driftsmodellen ble beskrevet nøyaktig for første gang i 1965 av Jacob og Monod for å forklare reguleringen av gener som er transkribert og transkribert for enzymer som kreves i Escherichia coli For å metabolisere laktose som energikilde.

Disse forskerne foreslo at transkripsjonene av genet eller settet med gener som fortløpende er regulert av to elementer: 1) et regulatorisk gen eller repressorgen 2) og en operatør eller driftsgenoperatør.

Operasjonsgenet er alltid ved siden av de strukturelle genene hvis uttrykk er ansvarlig for å regulere, mens repressorgenet koder for et protein kalt "repressor" som binder seg til operatøren og forhindrer transkripsjonen.

Transkripsjon blir undertrykt når repressoren er koblet til operatørgenet. På denne måten er det genetiske uttrykket av genene som kodifiserer enzymene som er nødvendige for å assimilere laktose, ikke uttrykt, og kan derfor ikke metabolisere nevnte disakkarid.

Kan tjene deg: Postmendelian Heritage: Hovedteorier Laktose -operasjonsordning gjennom sine forskjellige kontrollelementer. Dette er "modell" -operatøren som brukes av biologilærere for å undervise i disse genene (kilde: Tereseik. G3PRO -bildeavledet arbeid. Alejandro Portos spanske oversettelse. [CC av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)] via Wikimedia Commons)

For tiden er det kjent at bindingen av repressoren til operatøren unngår, med steriske mekanismer, at RNA -polymerasen blir med på promoterstedet for å begynne å transkribere genene.

Promotorens nettsted er "nettstedet" som gjenkjenner RNA -polymerase for å bli sammen med og transkribere genene. Å ikke kunne bli med kan ikke transkribere noen av sekvensgenene.

Operasjonsgenet er mellom et genetisk område av sekvensen kjent som promoter og strukturelle gener. Jacob og Monod identifiserte imidlertid ikke denne regionen i sin tid.

Det er foreløpig kjent at den komplette sekvensen som inkluderer det strukturelle genet eller genene, operatøren og promotoren, er i hovedsak det som utgjør en "opeone".

Operons klassifisering

Operatene er bare klassifisert i tre forskjellige kategorier som er avhengige av måten de regulerer, det vil si at noen uttrykkes kontinuerlig (konstitutiv), andre trenger noen spesifikke molekyl eller faktor for å aktivere (induserbar) og andre blir kontinuerlig uttrykt til den induktoren er uttrykt (undertrykkelig).

De tre typene operoner er:

Inducerbar Opeon

Opeoner av denne typen er regulert av molekyler i miljøet som aminosyrer, sukker, metabolitter, etc. Disse molekylene er kjent som induktorer. Hvis molekylet som fungerer som en induktor, er operongenene ikke aktivt transkribert.

I inducerbare operater binder den frie repressoren seg til operatøren og unngår transkripsjon av genene som finnes i Opeon. Når induktoren er forbundet med repressoren, dannes et kompleks som ikke kan kobles til repressoren, og derfor blir operongenene oversatt.

Det kan tjene deg: Haploins Supply

Undertrykkbar Opeon

Disse operonene er avhengige av spesifikke molekyler: aminosyrer, sukker, kofaktorer eller transkripsjonsfaktorer, blant andre. Disse er kjent som korrigerte og handler helt overfor induktorene.

Først når den korrigerte en blir med på repressoren, stopper transkripsjonen, og dermed skjer ikke transkripsjonen av genene som er inne i Opeone. Da stopper transkripsjonen av en undertrykbar opeone bare med tilstedeværelsen av de korrigerte.

Konstitutiv Opeon

Denne typen operater er ikke regulert. De blir stadig transkribert aktivt, og i tilfelle en viss mutasjon som påvirker sekvensen til disse genene, kan livet til cellene som inneholder dem bli påvirket, og vanligvis utløser den programmerte celledøden.

Eksempler

Det første og mest anerkjente eksemplet på funksjonen til en operon er operatøren Lac (laktose). Dette systemet er ansvarlig for å transformere laktose, et disakkarid, i glukose og galaktose monosakkarider. I denne prosessen Act Act:

- Β-galaktosidase, ansvarlig for å konvertere laktose til glukose og galaktose.

- Permease laktose, ansvarlig for transport av laktose fra det ekstracellulære mediet inn i cellen og

- Transceilase, som tilhører systemet, men har en ukjent funksjon

Operonet Trp (tryptofan) av Escherichia coli Kontrollerer syntesen av tryptofan, med som forløper for korismesyre. Innenfor denne opeonen er genene for fem proteiner som brukes til produksjon av tre enzymer:

- Det første enzymet, kodet av genene E og D, katalyserer de to første reaksjonene fra triptofanbanen og er kjent som synthesase -antranil

- Det andre enzymet er glyserolfosfat og katalyser

- Det tredje og siste enzymet er syntetasen tryptofan, som har ansvaret for å produsere tryptofan fra indol-glyserolfosfat og serin (dette enzymet er et produkt av gener B og A) a)

Referanser

1. Blumenthal, t. (2004). Åpner i eukaryoter. Orienteringer i funksjonell genomikk, 3(3), 199-211.
2. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snustad, p. D., & Santana Calderón, til. (2000). Prinsipper for genetikk. Prinsipper for genetikk.
3. Osbourn, a. OG., & Field, B. (2009). Åpner. Cellular and Molecular Life Sciences, 66 (23), 3755-3775.
4. Shapiro, J., Machattie, l., Eron, l., Ihler, g., Ippen, k., & Beckwith, J. (1969). Isolering av ren LAC opeon -DNA. Nature, 224 (5221), 768-774.
5. Suzuki, d. T., & Griffiths, a. J. (1976). En introduksjon til genetisk analyse. WH Freeman og Company.