Regulacija funkcije ćelije. Genetska regulacija promotera

Sve činjenice iznesene u ovom članku ukazuju na to da je kemijski i fizički funkcije ćelija su regulirane geni. Međutim, aktivnost gena i sami moraju biti pod kontrolom, inače akumulacija bilo koje komponente ćelije ili bilo biokemijske reakcije će se nastaviti sve dok se ne uništi kavez. Svaka ćelija ima moćne mehanizme regulatornih povratne koordinaciju različitih intracelularne procese. Za svaki gen (koji je u ćeliji preko 30.000) se daje barem jedan takav mehanizam.

Video: Biologija lekcija №31. biosintezu proteina

U principu, kontrola biokemijske funkcije ćelije koristiti samo na dva načina: genetska regulacija (i.e., regulacija genske aktivnosti samih) i regulaciju enzima (i.e., regulacija aktivnosti enzima sintetiziraju ćelija).

Operon i njegov značaj u biohemijskih reakcija sinteza. promoter funkciju. Procesi biokemijskih sinteza u ćeliji se obično uključuju čitav niz reakcija, svaki katalizovane određenog enzima. S druge strane, sve enzime potrebne za sintezu tvari, često kodirani gen sekvenca leži jednu grupu na istom hromozoma. DNK segment nosi gen grupu koja se zove operona, a gena odgovornih za sintezu određenih enzima - strukturne gene.

Video: Odgovor biosinteze proteina. (Nauchfilm, obrazovne video SSSR-a)

Ista brojka možete vidjeti protežu DNK, zove promoter. Kao što je već spomenuto, to je slijed nukleotida koji imaju afiniteta za određene lokacije RNK polimeraze. Da biste pokrenuli sintezu RNK, RNK polimeraze mora priložiti promoter prije nego se počnete kretati duž DNK. Dakle, promoter je potrebna za aktivaciju operona.

Uredba funkcija operona represor operater. To je vezivanje stranice proteina pod nazivom operater represor. To ime je dobila zbog vezivanja za promotor sprečava vezanost za drugo RNK polimeraze i, kao rezultat toga, inhibira transkripciju gena operona. Drugo ime za ovaj protein - protein represor.

Uredba funkcija aktivator operona operater. To je u susjedstvu promotera ispred i vezuje se protein operater aktivator. Vezivanjem za ovog operatora, operator aktivator promovira pričvršćivanje RNK polimeraze za promotor i aktivira operona. Drugo ime za ovaj protein - protein aktivator.

Negativni mehanizmi povratne informacije komunikacija funkciju u regulaciji operona. Na slici se vidi da je akumulacija u ćeliji višak količine proizvoda mogu biti uključene negativne mehanizam povratne informacije da inhibira funkciju operona odgovoran za sintezu proizvoda. Osnova ovog mehanizma može da laže represor proteina obavezujuće za operatera ili jaz komunikaciju između proteina aktivator i operatera. U oba slučaja, funkcija operona je potisnut. Jednom sintetiziran proizvod nakuplja u iznosu koji je dovoljan za normalno funkcioniranje ćeliji, operona aktivnost prestaje. Naprotiv, uništenje proizvoda i smanjiti njegova koncentracija u operona ćelija ponovo aktivira. Tako, ćelija automatski održava željenu koncentraciju proizvoda sa njom.

Drugi mehanizmi regulacije transkripcija operona. U proteklih 20 godina, otkriveno je više varijanti od osnovnih mehanizama regulacije operona funkcije. Ne ulazeći u detalje, opisujemo neke od njih.

1. Regulacija operona funkcije često je posredovala regulyatornyi gen koji se može lokaliziran u bilo hromozoma. Ovaj gen je odgovoran za sintezu proteina regulator kontrolu operona funkciju, djelujući kao protein represor ili aktivator proteina.

2. U nekim slučajevima, isti protein-regulator istovremeno kontrolira nekoliko različitih operoni. Međutim, neki proteini funkcionirati kao represora i aktivatora neke druge operoni. Ako se na ovaj način istovremeno regulirano sinkrono djeluju funkcija više operoni, oni se kolektivno nazivaju regulon.

Video: Mol.Biologiya

3. regulatora Protein neke operoni su priključeni na DNK nije na početku njihove transkripcije, te u više udaljenim područjima. U nekim slučajevima operona propis se ne vrši na nivou DNK, a na protses Sing RNK prije njenog izlaska iz jezgre u citoplazmu. Ponekad operona propis javlja u citoplazmi tokom prevod RNK na ribozomu.

4. ćelijama sa jedrom, nuklearne DNK "pakuju" u strukturama zove hromozoma. Svaki kromosom DNA spirala je uvrnuto oko malih proteina (histona) da preko druge proteine ​​veže zajedno, formiraju kompaktna struktura. Dok je DNK u kompaktnom država, ne može sudjelovati u sintezi RNA. Sada objasniti neke mehanizme kojima pojedinim regijama hromozoma u trenutku gubitka kompaktnu strukturu koja omogućava RNK sintezu lokalne. Međutim, čak iu takvim slučajevima, neki faktori transkripcije regulišu stopa transkripcije jednog operona u hromozoma. Tako je, u održavanju ćelijske funkcije uključene složeniji nego što se mislilo, regulatorni mehanizmi. Konačno, vanjski signali, uključujući određene hormone može aktivirati pojedinačne hromozoma regiona i neki faktori transkripcije kojim se uređuje način biohemijske procese potrebne za funkcionisanje ćelija.

Video: transkripcije gena - Constantine Severinov

svakoj ćeliji Ona nosi više od 30.000 različitih gena, što znači da su metode i regulaciji njihova aktivnost mora biti puno. Mehanizmi genetske regulacije igraju posebno važnu ulogu u kontroli intracelularni koncentracija aminokiselina i njihovih derivata, kao i srednji podloge i metabolizam ugljikohidrata proizvodi, masti i proteina.