Opeón -löytö, malli, luokittelu, esimerkit

Eräs Operoni - Se koostuu ryhmästä peräkkäin järjestettyjä geenejä, joita säätelee toistensa kanssa, jotka koodaavat proteiineja, jotka liittyvät toiminnallisesti ja joita löytyy koko bakteerien genomissa ja "esi -isien" genomeissa.

Tätä säätelymekanismia kuvasi f. Jacob ja J. Monod vuonna 1961, tosiasia, joka ansaitsi heille Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon vuonna 1965. Nämä tutkijat ehdottivat ja osoittivat operaattien toiminnan geenien kautta, joita he koodaavat entsyymeille Escherichia coli Laktoosin käyttöön.

DNA -juosteen graafinen kaavio geenien kanssa, jotka käsittävät laktoosioperonin (promoottori, operaattori, lacz, lacy, lakki ja terminaattori) (lähde: llull ~ commonswiki Wikimedia Commonsin kautta)

Operaatit ovat vastuussa proteiinisynteesin koordinoinnista kunkin solun tarpeiden mukaan, toisin sanoen ne ilmentävät vain proteiinin tuottamiseksi tuolloin ja tarkalla paikalla, missä niitä vaaditaan.

Operaatioihin sisältyvät geenit ovat yleensä. Nämä voivat olla aminohappojen, energian synteesi ATP: n, hiilihydraattien, jne. Muodossa, jne.

Operatteja esiintyy usein myös eukaryoottisissa organismeissa, toisin kuin prokaryoottiset organismit, eukaryooteissa operaattoria -aluetta ei transkripoida yhtenä molekyylinä Messenger RNA: n kanssa.

[TOC]

Löytö

François Jacobin ja Jacques Monodin ensimmäisen tärkeän edistyksen kannalta oli keskittyä "entsymaattisen sopeutumisen" ongelmaan, joka koostui spesifisen entsyymin ulkonäöstä vain silloin, kun solu oli substraatin läsnäollessa.

Tällaista soluvastetta substraateille oli havaittu bakteereissa monta vuotta sitten. Tutkijat kuitenkin ihmettelivät, kuinka solu määritteli tarkalleen, minkä entsyymin tulisi syntetisoida mainitun substraatin metaboloimiseksi.

Jacob ja Monod havaitsivat, että bakteerisolut galaktoosityyppisten hiilihydraattien läsnä ollessa tuotettiin 100 kertaa enemmän β-galaktosidaasia kuin normaaleissa olosuhteissa. Tämä entsyymi on vastuussa β-galaktosidien hajottamisesta siten, että solu hyödyntää niitä metabolisesti.

Se voi palvella sinua: Filial Generation: Määritelmä ja selitys

Siten molemmat tutkijat kutsuivat galaktosidihiilihydraatteja "induktoreiksi", koska ne olivat vastuussa β-galaktosidaasin synteesin lisääntymisen indusoinnista.

Samoin Jacob ja Monod löysivät geneettisen alueen, jolla oli kolme geeniä, joita kontrolloitiin koordinoidulla tavalla: Z-geeni, koodaaen β-galaktosidaasientsyymiä; geeni ja koodaava permeasa -laktoosientsyymi (galaktosidien kuljetus); ja A -geeni, joka koodaa transeastelaasientsyymiä, joka on myös välttämätöntä galaktosidien assimilaatiolle.

Seuraava geneettisen analyysin avulla JACOB ja Monod selvensivät laktoosioperonin geneettisen kontrollin kaikki näkökohdat, päättelivät, että Z -geenien segmentti ja muodostaa yhden geneettisen yksikön koordinoituun ekspressioon, joka oli mitä he määrittelivät "Opeón".

Operonimalli

Jacob ja Monod kuvasivat toimintamallin tarkasti ensimmäistä kertaa vuonna 1965 selittääkseen geenien säätelyä, jotka on kirjoitettu ja kirjoitettuna entsyymeille Escherichia coli Laktoosin metaboloimiseksi energian lähteenä.

Nämä tutkijat ehdottivat, että geenin tai geenien transkriptit, joita säätelee peräkkäin kahdella elementillä: 1) säätelevä geeni tai repressorigeeni 2) ja operaattori tai käyttögeenin operaattori.

Toimintageeni on aina niiden rakennegeenien vieressä, joiden ilmentyminen vastaa säätelystä, kun taas repressorigeeni koodaa proteiinia, jota kutsutaan "repressoriksi", joka sitoutuu operaattoriin ja estää sen transkription.

Transkriptio tukahdutetaan, kun repressori on kytketty operaattorigeeniin. Tällä tavalla geenien geenien ekspressiota, jotka kodifioivat laktoosin assimiloimiseksi tarvittavat entsyymit, ei ekspressoitu, joten ne eivät voi metaboloida mainittua disakkaridia.

Voi palvella sinua: Postmendelian perintö: Pääteoriat Laktoosin käyttöjärjestelmä erilaisten ohjauselementtien kautta. Tämä on "malli" -operaattori, jota biologian opettajat käyttävät näiden geenien toiminnan opettamiseen (lähde: Tereseik. G3pro -kuvan johdettu työ. Alejandro Porton espanjalainen käännös. [CC by (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Tällä hetkellä tiedetään, että repressorin sitoutuminen operaattoriin välttää steeristen mekanismien kanssa, että RNA -polymeraasi liittyy promoottorialueeseen alkavan transkriboida geenit.

Promoottorin sivusto on "sivusto", joka tunnistaa RNA -polymeraasin liittymään ja transkriboi geenit. Ei voi liittyä ei voi transkriboida mitään sekvenssigeeneistä.

Toimintageeni on promoottorina tunnetun sekvenssin geneettisen alueen ja. Jacob ja Monod eivät kuitenkaan tunnistaneet tätä aluetta aikansa aikana.

Tällä hetkellä tiedetään, että täydellinen sekvenssi, joka sisältää rakenteelliset geenit tai geenit, operaattori ja promoottori, on pohjimmiltaan, mikä muodostaa "opone".

Operonien luokitus

Operaatit luokitellaan vain kolmeen eri luokkaan, jotka riippuvat niiden säätelystä, ts. Jotkut ilmaistaan ​​jatkuvasti (konstitutiiviset), toiset tarvitsevat jonkinlaisen spesifisen molekyylin tai tekijän aktivoidakseen (indusoitavissa) ja toiset ilmaistaan ​​jatkuvasti, kunnes induktori on ilmaistu (tukahdutettava).

Kolme operonityyppiä ovat:

Indusoitava opeon

Tämän tyyppisiä opeoneja säätelevät ympäristön molekyylit, kuten aminohapot, sokerit, metaboliitit jne. Nämä molekyylit tunnetaan induktoreina. Jos induktorina toimii molekyyli, operonigeenejä ei ole aktiivisesti transkriptoitu.

Indusoitavissa operaatioissa vapaa repressori sitoutuu operaattoriin ja välttää opeonista löytyvien geenien transkription. Kun induktori on liitetty repressoriin, muodostuu kompleksi, jota ei voida liittää repressoriin, ja siksi operonigeenit käännetään.

Se voi palvella sinua: Haploins -tarjonta

Tukahdutettu opeon

Nämä operonit ovat riippuvaisia ​​spesifisistä molekyyleistä: aminohapot, sokerit, kofaktorit tai transkriptiotekijät muun muassa. Nämä tunnetaan korjattuina ja ne ovat täysin vastakkaisia ​​induktoreita.

Vain kun korjattu yhdistetään repressoriin, transkriptio pysähtyy ja siten oponissa olevien geenien transkriptiota ei tapahdu. Sitten tukahduttavan oponin transkriptio pysähtyy vain korjattujen läsnäolon myötä.

Konstitutiivinen opeon

Tämän tyyppisiä operaatioita ei säännellä. Niitä transkriboitiin jatkuvasti aktiivisesti ja jos jonkin verran mutaatiota, joka vaikuttaa näiden geenien sekvenssiin, niitä sisältävien solujen elämään voi vaikuttaa ja yleensä laukaista ohjelmoidun solukuoleman.

Esimerkit

Ensimmäinen ja tunnetuin esimerkki operonin toiminnasta on operaattori Lac (laktoosi). Tämä järjestelmä on vastuussa laktoosin, disakkaridin, glukoosin ja galaktoosin monosakkaridien muuntamisesta. Tässä prosessissa kolme entsyymilaki:

- Β-galaktosidaasi, joka on vastuussa laktoosin muuttamisesta glukoosiksi ja galaktoosiksi.

- Permease laktoosi, joka vastaa laktoosin kuljettamisesta solunulkoisesta väliaineesta soluun ja

- Transceilase, joka kuuluu järjestelmään, mutta jolla on tuntematon funktio

Operoni Trp (tryptofaani) Escherichia coli Hallitsee tryptofaanin synteesiä, jolla on korismiahappojen edeltäjä. Tässä oponissa on viidelle proteiinille, joita käytetään kolmen entsyymin tuottamiseen: geenit:

- Ensimmäinen entsyymi, jonka geenit E ja D koodaa

- Toinen entsyymi on glyserolfosfaatti ja katalysoitu

- Kolmas ja viimeinen entsyymi on syntetaasin tryptofaani, joka on vastuussa tryptofaanin tuottamisesta indol-glyserolifosfaatista ja seriinistä (tämä entsyymi on geenien B ja A) tuote)

Viitteet

1. Blumenthal, t. (2004). Aukeaa eukaryooteissa. Funktionaalisen genomin tiedotukset, 3(3), 199-211.
2. Gardner, E. J -., Simmons, m. J -., Snustad, P. D -d., & Santana Calderón,. (2000). Genetiikan periaatteet. Genetiikan periaatteet.
3. Osbourn, a. JA., & Field, B. (2009). Aukea. Solu- ja molekyylieläintieteet, 66 (23), 3755-3775.
4. Shapiro, J., Machattie, L., ERON, L., Ihler, g., Ippen, k., & Beckwith, J. (1969). Puhtaan Lac Opeon DNA: n eristäminen. Nature, 224 (5221), 768-774.
5. Suzuki, D. T., & Griffiths, a. J -. (1976). Johdatus geenianalyysiin. WHRE FREEMAN and Company.