Стр. 145 - Северин С.Е. (ред.) Биологическая химия с упражнениями и зад

Упрощенная HTML-версия

142
Модуль
3.
Матричные биосинтезы
l .
Адаnтивная регуляция активности генов у прокариотов получ~tла объясне­
ние в теории оперона . Согласно этой теории на молекуле ДН К nрокариотав
присутствуют оnределенные участки- опероны. В состав этих участков ДН К
входят структурные гены , содержашие информацию о груnпе функциональ­
но взанмосвязанttых белков. которые участвуют в одн0:11
11
том же метаболll­
ческом nути. промотор
11
оператор. Участки nромотора
11
оnератора части•tно
перекрываются. Транскрипцию структурных генов контролируст оnератор.
присоединение к которому белка-реnрессора не позволяет РН К-пол11меразс
связатьсн с промотором и на•tать транскр11
n
ци ю. Белок-репрессор си нтези ру­
ется в клетке с nостоя н ной скоростью. его строен ие коди руст мРН К , транс­
крибируемая с гена-регулятора, расnо!Iоженного на некотором расстоянии
от опсрона. работу которого контро.111рует его белковый продукт.
Если оперон регулируется по механизму индукции (ttапример. лактоз­
ный оперон), то в отсутствии индуктора (лактозы) белок-реnрессор связан
с оператором. Комплекс белок-реп рессор-оnератор п репятствует связы ва­
нию РН К-поли меразы с nромоторо:~t. и транскриnция структурных генов
оnерона не идет. Когда конце tпраuия инду ктора в клетке возрастет, то он
присоединится к белку-реnрессору. который имеет центр дл я связывания
индуктора, изменяет его конфор\·t ани ю н сн ижаст сродство к оnератору.
Комплекс индуктор-белок-реnрессор теряет сродство к ДН К и уходит в
uнтозоль клетки. Р Н К-полимераза связывается с nромотором и транскри­
бирует структурные гены. Идет с11нтез белков, закодированных в данно:11
опероне (рис.
3.19).
П рн регуля ци и оnерона по механизму репрессии (напрн мер, гистидlltiОВЫ й
ил и триnтофановый оnероны) бе,lок-реnрессор, nостоянно си нтез11руемый
в клетках , не имеет сродства к оnератору. Когда к белку-репрессору nрн­
соедн н ител небол ьшая r.ю,1екула
-
кореnрессор (гнстишtн ил
11
трн птофан ,
ка к nравнло. конс•tttый продукт \lетабо.111ческого nути. ферменты которого
закод11рованы в структурных генах оперона). то в результате конформаци­
ан н ых t1J\Ieнeн
11
n
ко\111.1екс бе.1 ка-реnрессора с кореnрессоро\1 п риобрета­
ет сродство к оператору
11
прекрашает транскриnцию. Так. гнетидиновый
оперон содержнт
10
структурных генов. кодирующих строение ферментов
синтеза гистид11на. добавкll гнспtдина в среду вырашиванил клеток Е.
coli
вызывают снижение кол 11ч ества. а затем и nолное исчезновение из внутри­
клеточного содержимого фер~1еюов синтеза гнетидина (рис.
3.20).
2.
Адаnтивная регуляция активности генов у эукариотов обеспеч и вает изме­
нен и я скорости транскри п ц ии отдельных генов в ответ на меняющиеся
условия tтутренней и tтеш ней среды . В клетках многоклеточных орган из­
мов часть •·снов кодирует белки <<домашнего хозяйства•>, которые синтези­
руютел с постоя н ной скоростью и обеспечивают жизнеспособность клеток.
Это- гены ферментов. участвуюш 11е в биологическом окислении, синтезе
АТФ, образовании компонентов мембран и т.д.
Регуляци я у высших организмов отличается от регуляuин транскриn­
цt1и у прокариотав многообразием сигналов, которые контрол и руют не
только иа•rало
npouecca
на молекуле ДН К , но и •tастоту, с которой он