Opeón Discovery, Model, Classification, Exempel

En Operon Den består av en grupp av följd av beställda gener som regleras med varandra, som kodar proteiner som är funktionellt relaterade och som finns i genom genom bakterier och "förfäder" -genomer.

Denna regleringsmekanism beskrevs av F. Jacob och J. Monod 1961, ett faktum som fick dem Nobelpriset för fysiologi och medicin 1965. Dessa forskare föreslog och demonstrerade operationerna genom de gener de kodar för de enzymer som krävs av Escherichia coli För användning av laktos.

Grafiskt schema för en DNA -sträng med generna som omfattar laktosoperon (promotor, operatör, lacz, spets, lack och terminator) (källa: llull ~ commonswiki via wikimedia commons)

Operationerna ansvarar för att samordna proteinsyntes enligt varje cells behov, det vill säga de uttrycker sig bara för att generera protein vid den tidpunkt och exakta plats där de krävs.

Generna i operationerna är i allmänhet. Dessa kan vara syntesen av aminosyror, energi i form av ATP, av kolhydrater, etc.

Operater finns också ofta i eukaryota organismer, i motsats till prokaryota organismer transkriberas emellertid inte operatörsregionen som en enda molekyl av messenger -RNA.

[TOC]

Upptäckt

Det första viktiga framsteget när det gäller operationer av François Jacob och Jacques Monod var att fokusera problemet med "enzymatisk anpassning", som bestod av utseendet på ett specifikt enzym först när cellen var i närvaro av ett substrat.

Sådan cellrespons på substrat hade observerats i bakterier för många år sedan. Forskarna undrade emellertid hur cellen bestämde exakt vilka enzym som ska syntetisera för att metabolisera nämnda substrat.

Jacob och Monod observerade att bakterieceller, i närvaro av kolaktos-kolhydrater, producerade 100 gånger mer ß-galaktosidas än under normala förhållanden. Detta enzym är det som ansvarar för att sönderdela p-galaktosider så att cellen drar nytta av dem metaboliskt.

Det kan tjäna dig: Filialgenerering: Definition och förklaring

Således kallade båda forskarna galaktosidkolhydrater som "induktorer", eftersom de var ansvariga för att inducera en ökning av syntesen av ß-galaktosidas.

På samma sätt fann Jacob och Monod en genetisk region med tre gener som kontrollerades på ett koordinerat sätt: Z-genen, kodning för p-galaktosidasenzymet; genen och kodning för permeasa -laktosenzymet (transport av galaktosider); och A -genen, som kodar för transacetylasenzymet, som också är viktigt för assimilering av galaktosider.

Genom efterföljande genetisk analys klargjorde Jacob och Monod alla aspekter av den genetiska kontrollen av laktosoperon, och drog slutsatsen att segmentet av Z -gener och utgör en enda genetisk enhet med koordinerat uttryck, vilket var vad de definierade som "opeón".

Operonmodell

Operationsmodellen beskrevs exakt för första gången 1965 av Jacob och Monod för att förklara regleringen av gener som transkriberas och transkriberas för de enzymer som krävs i Escherichia coli För att metabolisera laktos som en energikälla.

Dessa forskare föreslog att transkripten av genen eller uppsättningen av gener som i följd regleras av två element: 1) en reglerande gen eller repressorgen 2) och en operatör eller operatörsoperatör.

Den operativa genen är alltid bredvid de strukturella generna vars uttryck är ansvarig för att reglera, medan repressorgenen kodar för ett protein som kallas "repressor" som binder till operatören och förhindrar dess transkription.

Transkription förtrycks när repressorn är kopplad till operatörsgenen. På detta sätt uttrycks det genetiska uttrycket av generna som kodifierar de enzymer som är nödvändiga för att assimilera laktos inte och kan därför inte metabolisera nämnda disackarid.

Kan tjäna dig: Postmendelian Heritage: Main Theories Laktosoperationssystem genom sina olika kontrollelement. Detta är den "modell" -operatören som används av biologilärare för att lära ut funktionen av dessa gener (källa: Tereseik. G3Pro -bild härledd arbete. Alejandro Portos spanska översättning. [CC av (https: // Creativecommons.Org/licenser/av/3.0)] via Wikimedia Commons)

För närvarande är det känt att bindningen av repressorn till operatören undviker, med steriska mekanismer, att RNA -polymeraset ansluter sig till promotorplatsen för att börja transkribera generna.

Promotorns webbplats är "platsen" som känner igen RNA -polymeras för att gå med och transkribera generna. Att inte kunna gå med kan inte transkribera några av sekvensgenerna.

Den operativa genen är mellan en genetisk region i sekvensen som kallas promotor och strukturella gener. Jacob och Monod identifierade dock inte denna region under sin tid.

Det är för närvarande känt att den fullständiga sekvensen som inkluderar strukturgen eller generna, operatören och promotorn, är i huvudsak vad som utgör en "opeone".

Operationer klassificering

Operationerna klassificeras endast i tre olika kategorier som beror på hur de reglerar, det vill säga vissa uttrycks kontinuerligt (konstitutiva), andra behöver viss specifik molekyl eller faktor för att aktivera (inducerbara) och andra uttrycks kontinuerligt tills induktorn är uttryckt (förtryckbar).

De tre typerna av operoner är:

Inducerbar opeon

Opeons av denna typ regleras av molekyler i miljön såsom aminosyror, sockerarter, metaboliter etc. Dessa molekyler är kända som induktorer. Om molekylen som fungerar som en induktor transkriberas inte operongenerna aktivt.

I inducerbara operationer binder den fria repressorn till operatören och undviker transkriptionen av generna som finns i Opeon. När induktorn är förenad med repressorn bildas ett komplex som inte kan förenas med repressorn och därför översätts operongenerna.

Det kan tjäna dig: haploins leverans

Förtryckbar Opeon

Dessa operoner beror på specifika molekyler: aminosyror, sockerarter, kofaktorer eller transkriptionsfaktorer, bland andra. Dessa är kända som korrigerade och agerar helt mittemot induktorerna.

Först när den korrigerade förenar sig i repressorn stannar transkriptionen och därmed sker transkriptionen av generna inuti i opeonen inte. Då stannar transkriptionen av en förtryckbar opeone bara med närvaron av de korrigerade.

Konstitutiv opeon

Dessa typer av operationer regleras inte. De transkriberas ständigt aktivt och, om någon mutation som påverkar sekvensen för dessa gener, kan livet för cellerna som innehåller dem påverkas och vanligtvis utlösa den programmerade celldöden.

Exempel

Det första och mest erkända exemplet på funktionen av en operon är operatören Lak (laktos). Detta system ansvarar för att transformera laktos, en disackarid, i glukos och galaktos monosackarider. I denna process är tre enzymer lag:

- Ss-galaktosidas, ansvarig för att omvandla laktos till glukos och galaktos.

- Permeaslaktos, ansvarig för att transportera laktos från det extracellulära mediet in i cellen och

- Transceilase, som tillhör systemet, men har en okänd funktion

Operonen Trp (tryptofan) av Escherichia coli Styr syntesen av tryptofan, med lika föregångare till korisminsyra. Inom denna opeone finns generna för fem proteiner som används för produktion av tre enzymer:

- Det första enzymet, kodat av generna E och D, katalyserar de två första reaktionerna i triPophane -vägen och är känd som syntesas -antranilat

- Det andra enzymet är glycerolfosfat och katalys

- Det tredje och sista enzymet är syntetas tryptofan, som ansvarar för att producera tryptofan från indol-glycerolfosfat och serin (detta enzym är produkten av gener B och a)

Referenser

1. BLUMENTHAL, T. (2004). Öppnar i eukaryoter. Briefs i funktionell genomik, 3(3), 199-211.
2. Gardner, E. J., Simmons, m. J., Snustad, s. D., & Santana Calderón, till. (2000). Genetikprinciper. Genetikprinciper.
3. Osbourn, a. OCH., & Fält, b. (2009). Öppet. Cellular and Molecular Life Sciences, 66 (23), 3755-3775.
4. Shapiro, J., Machattie, l., Eron, l., Ihler, g., Ippen, k., & Beckwith, J. (1969). Isolering av rent lac Opeon -DNA. Nature, 224 (5221), 768-774.
5. Suzuki, D. T., & Griffiths, a. J. (1976). En introduktion till genetisk analys. Wh Freeman och Company.