Regulace buněčných funkcí. Genetická regulace promotorů

Všechny skutečnosti uvedené v tomto článku ukazují, že chemická a fyzikální buněčné funkce jsou regulované geny. Nicméně, aktivita genů samotné musí být omezeno, jinak hromadění jakékoliv součásti buněk nebo jakékoli biochemické reakce bude pokračovat tak dlouho, dokud nedošlo k poškození klec. Každá buňka má výkonné regulační odezvu mechanismy koordinaci různých intracelulárních procesů. Pro každý gen (který v buňce přes 30,000) je uspořádán alespoň jeden takový mechanizmus.

Video: Biologie lekce №31. biosyntéza protein

V zásadě kontrola biochemické funkce buňky použít pouze dva způsoby: genetické regulace (tj., regulace genové aktivity samotných) a regulaci enzymu (tj., regulace aktivity enzymů syntetizovaných buňkou).

Operon a její význam v biochemických reakcí syntéza. funkce promotoru. Procesy biochemická syntéza v buňce jsou obvykle zahrnovat celou řadu reakcí, z nichž každý katalyzovaná specifickým enzymem. Na druhé straně, všechny enzymy nezbytné pro syntézu látky, často kódován sekvenci genu ležící jedné skupiny na stejném chromozómu. Segment DNA nesoucí gen skupinu s názvem operonu, a geny odpovědné za syntézu některých enzymů - strukturních genů.

Video: Biosyntéza proteinů. (Nauchfilm, vzdělávací videa SSSR)

Na stejném obrázku můžete vidět úsek DNA, nazývá promotor. Jak již bylo zmíněno, že je sekvence nukleotidů, které mají afinitu na specifických místech RNA polymerázy. Pro zahájení syntézy RNA, RNA polymeráza se musí připojit k promotoru před zahájením pohybu podél DNA. Tím je pro aktivaci operonu vyžaduje promotor.

Nařízení operátor funkce operon represor. Jedná se o vazebné místo proteinu zvaného operátor represor. Toto jméno bylo dáno kvůli jeho vazby na promotor brání upevnění na druhém RNA polymerázu a, v důsledku toho inhibuje transkripci genů v operonu. Jiný název pro tento protein - protein represoru.

Nařízení operátor funkce aktivátor operon. To je přilehlé k promotoru před a váže se na operátora aktivátoru protein nazvaný. Vazbou na tomto subjektu, aktivátor operátor podporuje navázání RNA polymerázy na promotor a aktivuje operon. Jiný název pro tento protein - protein aktivátor.

Negativní mechanismy zpětné vazby komunikační funkce v regulaci operonu. Obrázek ukazuje, že akumulace v buňce přebytečné množství výrobku může být negativní zpětné mechanismus pro inhibici funkce operon odpovědný za syntézu produktu. Základem tohoto mechanismu mohou ležet represorový protein vazebnou provozovateli nebo komunikačního mezery mezi proteinu aktivátoru a provozovatelem. V obou případech je funkce operonu je potlačen. Po syntéze produkt se hromadí v množství dostatečném pro normální fungování buňky, operon aktivita přestane. Naopak, zničení produktu a snížení jeho koncentrace v buněčné operonu je aktivován. To znamená, že buňka automaticky udržuje požadovanou koncentraci výrobku k ní.

Jiné mechanismy regulace transkripce operonu. Za posledních 20 let, mnoho variant základních mechanismů regulace funkcí operonu byla objevena. Aniž bychom se pouštěli do podrobností, popíšeme některé z nich.

1. Regulace funkce operonu často zprostředkované regulyatornyi gen, který může být lokalizován v každém chromozomu. Tento gen je odpovědný za regulační syntéza proteinů ovládání funkce operonu, jako je represor proteinu nebo proteinu aktivátoru.

2. V některých případech, stejný protein-regulátor současně ovládá několik různých operony. Avšak některé proteiny fungují jako represorů a aktivátory některé jiné operony. Pokud se tímto způsobem současně reguluje synchronně provozní funkce několika operonu, které se souhrnně nazývají regulonu.

Video: Mol.Biologiya

3. regulátory Proteinové některé operony jsou připojeny k DNA, není na začátku jejich transkripce, a v odlehlých oblastech. V některých případech se regulace operonu neprovádí na úrovni DNA, a v protses Sing RNA před jeho výstupem z jádra do cytoplazmy. Někdy regulace operonu se vyskytuje v cytoplazmě při translaci RNA na ribozomu.

4. buňky s jádry, nukleární DNA „zabaleny“ do struktur se nazývají chromosomy. Každý chromozom DNA šroubovice je zkroucena kolem malé proteiny (histony), který přes další proteiny se váží k sobě, tvoří kompaktní strukturu. I když DNA je v kompaktním stavu, může se účastnit při syntéze RNA. Nyní vysvětlit některé mechanismy, kterými některé oblasti chromozomů v okamžiku ztráty kompaktní konstrukci, která umožňuje lokální syntézu RNA. Avšak i v těchto případech, některé transkripční faktory regulují rychlost transkripce jednoho operonu v chromozomu. Tak, v udržování buněčných funkcí zapojeny složitější, než se původně předpokládalo, že regulační mechanismy. Konečně, externí signály, včetně určitých hormonů mohou aktivovat individuální oblast chromozómu a některé transkripční faktory regulující způsobem biochemické procesy potřebné pro fungování buněk.

Video: Gene Přepis - Constantine Severinov

každá buňka To s sebou nese více než 30.000 různých genů, což znamená, že metody a regulace jejich činnosti musí být také velmi mnoho. Mechanismy genetické regulace hrají zvláště důležitou úlohu při regulaci intracelulární koncentrace aminokyselin a jejich derivátů, jakož i meziproduktů substrátů a produktů metabolismu sacharidů, tuků a bílkovin.