Позитивная индуцибельная регуляция - Регуляция экспрессии генов у прокариот

У ряда оперонов, кодирующих катаболитные гены, обнаружена способность связывать в области промотора особый регуляторный белок, который так и называют :белок, активирующий катаболитный ген (БАК или СAP -Catabolite activator protein ).САР обеспечивает дополнительные сайты связывания с РНК-полимеразой и способствует более эффективной ее посадке на промотор. По сути, САР можно рассматривать не как обязательный, а как усиливающий фактор индукции экспрессии некоторых оперонных генов.

Контроль активности Lac-Оперона через САР зависит не от наличия лактозы, а от концентрации глюкозы в среде и в клетке. Сродство САР с промотором зависит от концентрации сАМР в клетке. Повышение концентрации сАМР способствует повышению сродства САР с промотором и наоборот. Количество молекул сАМР определяется активностью двух ферментов :аденилатциклаза синтезирует сАМР из АТР, а фосфодиэстераза гидролизует фосфодиэфирную связь сАМР, превращая его в АМР. Активность обоих ферментов аллостерически регулируется глюкозой. Аденилатциклаза ингибируется глюкозой, а фосфодиэстераза, наоборот, - активируется. Таким образом, если концентрация глюкозы достаточна для питания клетки, то активность аденилатциклазы низкая, а фосфодиэстеразы - высокая. Поэтому при наличии глюкозы в клетке поддерживается низкая концентрация сАМР, следовательно, активации катаболитных генов, в том числе Lac-Оперона, не происходит. Снижение количества глюкозы приводит к противоположному результату :аденилатциклаза активируется, а активность фосфодиэстеразы, наоборот, угнетается. В результате концентрация сАМР увеличивается, и образуется комплекс сАМР-САР, который связывается с промотором и усиливает транскрипцию.

Молекула сАМР является довольно важной регуляторной молекулой в живом мире. У животных сАМР выполняет роль вторичного посредника в передаче гормонального сигнала (у растений возможность функционирования аденилатциклазной системы в процессах регуляции остается под вопросом ).У бактерий сАМР является сигналом отсутствия глюкозы в среде, потому эту молекулу называют "сигналом голода " у бактерий.

Двойная регуляция Lac-Оперона через репрессор и САР обеспечивает тонкую чувствительность бактериальной клетки к источнику питания и позволяет оптимизировать метаболизм в соответствии с принципами максимальной экономии. [1]

Похожие статьи




Позитивная индуцибельная регуляция - Регуляция экспрессии генов у прокариот

Предыдущая | Следующая