Reglarea funcțiilor celulare. reglementarea genetică a promotorilor

Toate faptele prezentate în acest articol indică faptul că produsul chimic și fizic functiile celulelor sunt reglementate gene

Video: Lecții de Biologie №31. biosinteza proteinelor

În principiu, controlul funcții biochimice ale unei celule folosesc doar două moduri: reglarea genetică (adică, reglarea activității genei ele însele) și reglarea enzimei (adică, reglarea activității enzimelor sintetizate de celula).

Operon și importanța sa în reacțiile biochimice sinteză. funcția promotorului. Procese biochimice de sinteza in celula sunt, de obicei implică întreaga serie de reacții, fiecare catalizată de o enzimă specifică. La rândul său, toate enzimele necesare pentru sinteza unei substanțe, adesea codificate de secvențe de gene situată singur grup pe același cromozom. segment de ADN care transportă un grup de gene numite operon, iar genele responsabile pentru sinteza anumitor enzime - gene structurale.

Video: Biosinteza proteinelor. (Nauchfilm, video educațional al URSS)

Aceeași cifră puteți vedea o porțiune de ADN, numitul promotor. După cum sa menționat deja, este o secvență de nucleotide care au afinitate pentru situsuri specifice ale ARN polimerazei. Pentru a începe sinteza de ARN mesager, ARN-polimerazei trebuie să se atașeze la promotorul înainte de a începe să se deplasează de-a lungul ADN-ului. Astfel, este necesară promotorul pentru activarea operonului.

Functia operator Operon represor Regulamentul. Acesta este site-ul de legare a unei proteine ​​numite un operator represor. Acest nume a fost dat datorită legării la promotorul său previne atașarea la această din urmă ARN polimerazei și, ca urmare, inhibă transcrierea genelor operonului. Un alt nume pentru această proteină - proteină represor.

Functia operator activator Operon Regulamentul. Este adiacent promotorului în față și se leagă de o proteină numită activator al operatorului. Prin legarea acestui operator, activatorul operatorul promovează atașarea ARN polimerazei la promotorul și activează operon. Un alt nume pentru această proteină - proteină activator.

mecanisme de feedback negativ Funcția de comunicare în reglarea operonului. Figura arată că acumularea în celulă o cantitate în exces dintr-un produs poate fi inclus un mecanism de feedback negativ pentru a inhiba funcția operonul responsabilă pentru sinteza produsului. Baza acestui mecanism poate minți proteină represoare de legare la operatorul sau diferența de comunicare dintre proteine ​​activator și operatorul. În ambele cazuri, funcția operonului este suprimat. Odată ce produsul sintetizat se acumulează într-o cantitate suficientă pentru funcționarea normală a celulei, activitatea operon încetează. Dimpotrivă, distrugerea produsului și pentru a reduce concentrația acestuia în operonul de celule este reactivat. Astfel, celula menține automat concentrația dorită a produsului ei.

Alte mecanisme de reglare a transcrierii operonului. De-a lungul ultimilor 20 de ani, a fost descoperit mai multe variante ale mecanismelor de bază de reglementare a funcției de operon. Fără a intra în detalii, vom descrie unele dintre ele.

1. Reglementarea funcției Operon adesea mediate gena regulyatornyi care poate fi localizată în orice cromozom. Aceasta gena este responsabil pentru sinteza proteinelor regulator controlul funcției Operon, care acționează ca un represor sau proteină activator.

2. În unele cazuri, aceeași proteină regulator controlează simultan mai multe operons diferite. Cu toate acestea, unele proteine ​​funcționează ca represori și activatori alte operons. În cazul în care, în acest mod reglementat simultan funcția de funcționare sincronă a mai multor operons, ele sunt denumite colectiv regulon.

Video: Mol.Biologiya

3. autoritățile de reglementare de proteine ​​unele operons sunt atașate la ADN-ul nu este la începutul transcrierii lor, și în zonele mai îndepărtate. În unele cazuri, reglementarea operon nu se realizează la nivelul ADN-ului, iar la protses Sing ARN-ului înainte de ieșirea din nucleu în citoplasmă. Uneori, reglementarea operon are loc în citoplasmă în timpul translației ARN-ului de pe ribozomului.

4. Celulele nucleate, ADN-ul nuclear „ambalate“ in structuri numite cromozomi. Fiecare ADN-helix cromozom este răsucită în jurul mici proteine ​​(histone) care, prin intermediul altor proteine ​​se leagă împreună, formând o structură compactă. In timp ce ADN-ul este într-o stare compactă, nu poate participa la sinteza ARN-ului. Acum explica unele mecanisme prin care anumite regiuni de cromozomi la momentul pierderii unei structuri compacte, care permite sinteza ARN-ului local. Cu toate acestea, chiar și în astfel de cazuri, unii factori de transcripție reglează rata de transcriere a unei singure operon în cromozom. Astfel, în menținerea funcțiilor celulare implicate mai complexe decat se credea anterior, mecanismele de reglementare. În cele din urmă, semnalele externe, inclusiv anumiți hormoni pot activa regiunea cromozomului individuale si unii factori de transcripție de reglare a proceselor biochimice maniera necesare pentru funcționarea celulelor.

Video: Gene transcriere - Constantin Severinov

fiecare celulă Ea poartă mai mult de 30.000 de gene diferite, ceea ce înseamnă că metodele și reglementarea activității lor, trebuie să fie, de asemenea, foarte mult. Mecanismele de reglare genetică joacă un rol deosebit de important în controlul concentrației intracelulare de aminoacizi și derivați ai acestora, precum și substraturi intermediare și produse ale metabolismului glucidic, grăsimi și proteine.