Регуляция транскрипции оперонных генов - Регуляция экспрессии генов у прокариот
Регуляция экспрессии генов с помощью факторов транскрипции может осуществляться по позитивному или негативному принципу. Если наличие регулятора на промоторе(строение прокариотического промотора Приложение 1) гена стимулирует экспрессию, обеспечивая посадку на промотор РНК-полимеразы, то этот тип регуляции называют позитивным. Если же регулятор, наоборот, препятствует связыванию РНК-полимеразы с промотором, то такую регуляцию называют негативной.
Активность экспрессии бактериальных оперонных генов преимущественно определяется регуляторными белками-репрессорами, связывающими оператор. При связывании белком - регулятором оперативного участка активность генов репрессируется (негативная регуляция ) .Уровень активности оперонных генов может регулироваться также и по позитивному типу. В этом случае регулятор связывается не с оператором, а с особой областью промотора, в результате чего обеспечиваются дополнительные участки связывания РНК-полимеразы, а транскрипция оперонных генов, соответственно, активируется.
Способность белков, модулирующих активность экспрессии у бактерий, связываться с регуляторными участками оперона часто зависит от низкомолекулярных веществ.
В зависимости от того, как малые молекулы, связывающиеся с регуляторами, влияют на активацию, опероны называют индуцибельными или репрессибельными, а низкомолекулярные регуляторы соответственно индукторами или корепрессорами. В репрессибельных оперонах белок-репрессор связывается с оператором и ингибирует экспрессию в присутствии малых молекул корепрессора, а индуцибельные опероны активируются в присутствии коиндукторов.
Низкомолекулярные коиндукторы и корепрессоры, которые связываются с белковыми регуляторами, как правило, функционально связаны с белковыми продуктами генов. Например, если гены оперона кодируют ферменты, то низкомолекулярные регуляторы могут быть представлены субстратами или продуктами тех реакций, которые катализируются данными ферментами. Так экспрессия триптофанового оперона репрессируется триптофаном, а при низкой концентрации или при полном его отсутствии наблюдается повышение активности транскрипции. Низкомолекулярными регуляторами могут быть также вещества, не являющиеся субстратами или продуктами реакций. К примеру, лактозный оперон контролируется не лактозой, а ее стериоизомером аллолактозой. Подобные соединения называют добровольными индукторами.
Регуляцию с участием белковых и низкомолекулярных регуляторов можно разделить на четыре типа.
1 .Негативная репрессибельная :
Белковый регулятор - репрессор;
Низкомолекулярный регулятор - корепрессор.
Оперон находится в активном состоянии при отсутствии или низких концентрациях корепрессора, когда репрессор имеет низкое сродство с оператором. Появление в клетке корепрессора в соответствующих концентрациях способствует связыванию репрессора с оператором В результате РНК-полимераза вытесняется из промотора и транскрипция ингибируется.
2. Негативная индуцибельная :
Белковый регулятор - репрессор ;
Низкомолекулярный регулятор - индуктор.
Репрессор в присутствии индуктора теряет сродство с промотором и позволяет РНК-полимеразе инициировать трансляцию. При низких концентрациях индуктора (или полном его отсутствии ) ген репрессирован.
3. Позитивная индуцибельная :
Белковый регулятор - активатор ;
Низкомолекулярный регулятор - индуктор.
Активатор в присутствии индуктора связывается с регуляторным участком гена и стимулирует посадку РНК-полимеразы на промотор. Экспрессия оперона усиливается :
4. Позитивная репрессибельная :
Белковый регулятор - активатор ;
Низкомолекулярный регулятор - корепрессор.
При отсутствии корепрессора в клетке активатор и РНК-полимераза связаны с промотором - ген активен. Повышение концентрации корепрессора снижает сродство активатора с промотором. РНК-полимераза тоже диссоциирует от промотора и экспрессия ингибируется.[1]
Похожие статьи
-
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...
-
Контроль экспрессии лактозного оперона E. coli - Регуляция экспрессии генов у прокариот
Негативный индуцибельный контроль Лактозный оперон ( Lac -оперон ) , Как и большинство других полицистронных генетических структур, кодирует...
-
Теория оперона - Регуляция экспрессии генов у прокариот
На основании генетических исследований индукции в-галактозидазы, участвующей в клетках E. coli, в гидролитическом расщеплении лактозы, Франсуа Жакоб и...
-
Регуляция транскрипции в клетках осуществляется на уровне индивидуальных генов, их блоков и даже целых хромосом. Возможность управления многими генами,...
-
Введение - Регуляция экспрессии генов у прокариот
Экспрессия гена - реализация генетической информации, закодированной в ДНК. Осуществляется в процессах транскрипции и трансляции. В более полном смысле...
-
Регуляция после транскрипции, Моноаллельная экспрессия генов - Экспрессия генов
МикроРНК -- это короткие (18--25 нуклеотидов) последовательности односпиральной РНК, вызывают подавление экспрессии генов. МикроРНК связываются со своей...
-
Основные пути регуляции экспрессии генов - Экспрессия генов
Конечным результатом экспрессии любого известного гена на молекулярном уровне является образование молекул РНК или белка, информация о первичной...
-
Транскрипция и трансляция - Экспрессия генов
У прокариота и эукариота гены представляют собой последовательности нуклеотидов ДНК. На матрице ДНК происходит транскрипция -- синтез комплементарной...
-
Биосинтез РНК(Транскрипция) - Регуляция экспрессии генов у прокариот
Синтез РНК можно представить следующей схемой : Субстратами реакции служат трифосфаты рибонуклеозидов. Реакция идет только в присутствии ДНК, выполняющей...
-
Гормональная регуляция экспрессии генов - Экспрессия генов
Регуляция с помощью гормонов - это частный случай регуляции на уровне транскрипции. Таким путем организм заставляет клетку "включить" определенные гены в...
-
РОФ - функционально разнородная группа белков, способных быстро изменять свою концентрацию при различных нарушениях гомеостаза независимо от природы и...
-
Реализация функциональной активности фагоцитирующих клеток находится, в том числе, под контролем различных отделов нервной системы и регуляторных...
-
Литература - Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК
1. Корочкин Л. И. Как гены контролируют развитие клеток // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 1. С. 17-22. 2. Жимулев И. Ф. Действие генов в...
-
ФОБИИ. СТРЕСС - Регуляция физиологических процессов
Исследуются нейрохимические компоненты, характеризующие возникновение психических расстройств, определяемых в современной терминологии как "anxiety"...
-
Это максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Она колеблется от 3500 до 4800 мл у мужчин и от 300 до...
-
Экспрессия генов - Экспрессия генов
Экспрессия генов -- это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный...
-
Регуляция двигательных автоматизмов происходит с участием и стриопаллидарной системы. Показано, что стриарное тело функционально неоднородно: раздражение...
-
Введение - Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК
Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК (ГВОЗДЕВ В. А., 1999), БИОЛОГИЯ Рассмотрена роль метилирования ДНК...
-
Спинальные регуляции моторных функций - Принципы регуляции моторных функций
Систему регуляции моторных функций можно рассматривать как двухуровневую, где нижний спинальный уровень базируется на стреч-рефлексе - рефлексе на...
-
Особенности нейроэндокринной регуляции стареющего организма - Возрастная биохимия
Возрастные изменения в гомеостазе пожилых людей многие авторы связывают с нарушениями, которые протекают в нейрогуморальных механизмах регуляции....
-
Название этого вида регуляции происходит от латинского hymor - жидкость. Этот вид регуляции осуществляется с помощью химических веществ, обладающих очень...
-
Регуляция секреции АДГ - Гипоталамо-гипофизарная система человека и ее функционирование
Экскрецию вазопрессина из терминалей аксонов нейросекреторных клеток переднего гипоталамуса, подобно экскреции медиатора из пресинаптических терминалей...
-
ОБУЧЕНИЕ. ПАМЯТЬ. ПОВЕДЕНИЕ - Регуляция физиологических процессов
Множество исследований обращено к проблеме контроля нейропептидами и нейротрофическими ростовыми факторами сложных форм нейрогенной активности, таких как...
-
Регуляция дыхательных движений - Физиология и гигиена органов дыхания у детей
Регуляция дыхания осуществляется центральной нервной системой, специальные области которой обусловливают Автоматическое дыхание - чередование вдоха и...
-
Специфика эндокринной регуляции растущего организма - Возрастная биохимия
Уровень здоровья человека обеспечивается деятельностью нервной, гормональной и иммунной систем, которые находятся в тесной взаимосвязи. Онтогенез...
-
Количественный анализ экспрессии генов - Экспрессия генов
Количественный анализ экспрессии генов -- анализ транскриптома, измерение транскрипционной активности гена, с помощью определения количества его...
-
ОНТОГЕНЕЗ. ВОЗРАСТНЫЕ АСПЕКТЫ - Регуляция физиологических процессов
Проблемы возрастных изменений функций мозга рассматриваются в связи с нейропептидом Y. Ламинарное распределение иммунореактивных волокон NPY связывается...
-
Гормональная регуляция углеводного, липидного, белкового и водно-солевого обмена - Понятие гормонов
Основные энергетические ресурсы живого организма -- углеводы и жиры обладают высоким запасом потенциальной энергии, легко извлекаемой из них в клетках с...
-
Итак, отдельным генам свойствен определенный рисунок распределения метилированных остатков цитозина, которые располагаются в основном в промоторной...
-
Потенциально метилируемые остатки C в соседстве с G (CрG), встречающиеся по длине гена, обычно метилированы. В геномах млекопитающих последовательности...
-
АЛКОГОЛЬНАЯ И НАРКОТИЧЕСКАЯ ЗАВИСИМОСТЬ - Регуляция физиологических процессов
Большинство рассматриваемых нейропептидов оказываются причастными к изменениям, связанным с Хроническим потреблением алкоголя. Исследуются различные...
-
СУДОРОЖНЫЕ СОСТОЯНИЯ. ЭПИЛЕПСИЯ - Регуляция физиологических процессов
Анализируется информация о патологических сдвигах и функциональных перестройках нервной системы в условиях возникающего в гиппокампе очага возбуждения....
-
Этапы биосинтеза белка, Транскрипция - Биосинтез белков. Ген и его роль в синтезе белков
Транскрипция Мост между геном (кодонами) и белком обеспечивается РНК. Точнее, информация, закодированная в последовательности азотистых оснований ДНК,...
-
Как управлять экспрессией - Технологии изучения клеточных механизмов памяти
Понимание того, каким же образом сигнал, поступающий к клетке, передается на немедленные ранние гены и приводит к их активации, позволяет влиять на их...
-
Как уже упоминалось, метилирование цитозина в ДНК является потенциально опасным, поскольку спонтанное дезаминирование метилцитозина ведет к нуклеотидным...
-
ДНК-метилтрансфераза поддерживает неизменным рисунок распределения 5-метилцитозина по ДНК в процессе циклов репликации. Однако рисунок метилирования...
-
Транскрипция и трансляция - Этические принципы научных исследований
ДНК - носитель генетической информации. Впервые понятие ген было сформулировано в 1941 году Д. Бидлом и Э. Татумом. В настоящее время геном называют...
-
Регуляция мышечного сокращения - Биофизика мышечного сокращения
Обычно мышца возбуждается при поступлении потенциалов действия от иннервирующих мотонейронов; в результате передачи возбуждения через нервно-мышечные...
-
Регуляция секреции гормонов - Понятие гормонов
Гормональная регуляция, регуляция жизнедеятельности организма животных и человека, осуществляемая при участии поступающих в кровь гормонов; одна из...
-
Мозжечок и регуляция двигательных функций - Принципы регуляции моторных функций
Важную роль среди надсегментарных структур, обеспечивающих управление движениями, играет мозжечок. Известно, что поражения мозжечка вызывают...
Регуляция транскрипции оперонных генов - Регуляция экспрессии генов у прокариот