Работа оперона

Очень важным для понимания того, как регулируется выражение генетической информации, содержащейся в хромосоме, является вопрос о том, в какой последова­тельности работает оперон. До 1960-х гг. предполагали, что транскрипция сопряжена с репликацией, поскольку для той и другой необходимо разделение нитей.

В соответствии с этой моделью транскрипция начиналась из той же точки, что и репликация, и осуществлялась последовательно вдоль всей ДНК. В 1969 г. А. И. Коротяевым было постулировано и обосновано положение о том, что репликация и транскрипция идут независимо друг от друга, поскольку скорости их не сопоставимы, и поэтому каждый оперон имеет равную возможность для своего выражения в ходе жизненного цикла клетки — гипотеза равновероятностного выражения оперонов. Образно говоря, хромосому клетки можно сравнить с пианино. В хромосоме гены располагаются последовательно один за другим, контролируя разные реакции.

У пианино клавиши располагаются также последовательно — в соответствии с нотами и октавами. Законченное музыкальное произведение создается не путем последова­тельного извлечения звуков вдоль клавиатуры, а путем их избирательной композиции. Выбор композиции — это и есть произведение. Точно так же для того, чтобы в клетке осуществлялось такое сочетание биохимических процессов, которое бы приводило к образованию законченных продуктов-белков, необходим правильный выбор соответствующих генов, ибо совокупность биохимических реакций, ведущих к синтезу необходимого продукта (продуктов), — это и есть законченное произведение «генетического пианино». Партитура этих произведений написана эволюцией живой материи.

Классическим примером организации и работы оперона служит модель лактозного оперона. Лактоза — дисахарид, она состоит из галактозы и глюкозы, соединенных р-галактозидной связью. Поэтому фермент, разрушающий эти связи, получил название р-галактозидазы. Лактозный оперон содержит гены, которые контролируют синтез ферментов, участвующих в превращении лактозы: р-галактозидазу (z), галактозидпермеазу (у) и тиогалактозидтрансацетилазу (а). Ген-оператор (о) управляет одновременно выражением всей группы этих генов. В его составе содержится промотор (р), с которым взаимодействует РНК-полимераза. Лактозный оперон содержит 5500 нуклеотидных пар, в том числе: область о + р — 50 нуклеотидных пар; цистрон z — 3700 нуклеотидных пар; цистрон у — 900 нуклеотидных пар; цистрон а — 900 нуклеотидных пар.

Работа оперона находится под негативным контролем гена-регулятора (i), который контролирует синтез белка-репрессора. Белок-репрессор имеет м. м. около 150—200 кД. Он состоит из четырех субъединиц, имеющих м. м. 38 кД. Репрессор имеет два активных участка: с одним из них взаимодействует индуктор (лактоза или ее структурный аналог), а с помощью другого он прикрепляется к оператору. В отсутствие лактозы белок-репрессор связывается с оператором и блокирует выражение этого оперона. Когда в среде появляется лактоза, она связывается со вторым активным участком репрессора, это приводит к изменению его конформации по типу аллостерического эффекта, и он становится неактивным, репрессия оперона снимается, происходит активный синтез ферментов.

Негативный контроль работы лактозного оперона хорошо объясняет сущность феномена индукции: нет индуктора — оперон молчит, его работа заблокирована. Появился индуктор — оперон разблокирован и активно работает.

Знак зодиака рак довольно своеобразен. Как правило, раки любят свою работу и умеют хорошо работать. Узнайте какие особенности имеет рак начальник на sonnik-online.net.