Регуляция действия генов

Гены, контролирующие синтез ферментативных белков путем кодирования положения аминокислот в молекуле белка, получили название структурных генов. Однако оказалось что их эффект не является автономным, существует еще целая система генов, которые регулируют действие структурных генов. Хорошо известно, что ферменты в клетке представлены двумя классами: конститутивные и индуцированные. Конститутивные ферменты бактериальной клетки встречаются в ней всегда, они не зависимы от условий среды. Индуцированные ферменты образуются только при наличии определенных индукторов. Это явление получило название ферментативной индукции.

Кроме того, в клетке есть вещества, которые репрессируют синтез ферментов. Эти два механизма репресси и индукции позволяют клетке целесобразно реагировать на изменение условий во внешней среде. Анализ этих вопросов позволил открыть явление регуляции в действии генов. Эта работа была выполнена Жакобом и Моно в 1961 г. У бактерии Е сolii имеется серия мутаций в лактозном локусе, которые не сбраживают лактозу. Одна группа мутантов Z не вырабатывает фермент. В – галактозидазу, который гидрализует лактозу на глюкозу и галактозу. Другая группа мутантов (у) не синтезирует особый компонент мембраны, называемый β – галактозидпермеазой, В – галактозидаза является индуцированным ферментом и индуктором в этом случае служит лактоза. Поэтому клетки Е сolii нормальным генотипом Z⁺ У⁺, имея β – галактозидпермеазу и получая только лактозу из среды, имеют возможность осуществлять деятельность гена «Z⁺» для выработки β – галоктазидазы. Все это показывает на наличие общего контроля над группой рядом расположенных структурных генов. Такого рода район, где имеется группа генов, деятельность которых координируется единым образом, получил от Жакоба название оперон.

Генетический анализ показал, что индуцированность генов «Z⁺» и «У⁺» не является их отличительным свойством. Она возникает потому, что в генотипе этих клеток Е сolii присутствует ген “I⁺”. Этот ген репрессирует деятельность генов «Z⁺» и «У⁺» через ген О.

При мутации гена «I⁺» в его неактивный нормальный аллель «i» репрессия снижается и гены «Z⁺» и «У⁺» начинают функционировать. Однако вещество репрессора играет свою роль только в том случае, если оно подавляет деятельность гена «О». Если деятельность гена «О» не подавлялась, он запускает в работу весь набор оперона. Таким образом, в нашем случае ген «I⁺» выступает как ген-регулятор, который определяет функцию ряда структурных генов в опероне, влияет через них на синтез нескольких белков. Ген О выступает как оператор, который пердает приказы гена-регулятора на специфику структурных генов.

Ген – регулятор «I⁺» может находиться и в другой хромосоме. Гены «Z⁺» и «У⁺» являются структурными генами, контролирующими синтез белков. Способность этих генов к передаче информации на молекулу и-РНК зависит от нормальной деятельности оператора – «О». если оператор подавлен веществом репрессора, гены «Z⁺» и «У⁺» теряют свою активноссть.

Регуляция активности генов у высших организмов характеризуется более жесткой репрессией генов. Образующиеся на ДНК молекулы и-РНК могут находиться в не активном состоянии, будучи связанные с белком в составе особых РНК-частиц.

Вопросы для самоконтроля: 1.В чем заключается суть работы модели Оперона?

2. Функции гена-регулятора, ген-оператора, структурного генд.

3. Генетический код и явление трансляции.

4..Регуляция действия генов.

Рекомендуемая литература: М.Е. Лобашев и др.«Генетика с основами селекции». М., МГУ, 1978год. 425стр.

С.Г. Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции». Москва «Высшая школа». 1989год, 590стр.

Р.Г. Заяц. и др. «Общая и медецинская генетика». Ростов- на- Дону. «Феникс». 2002год. 315стр.

Date: 2015-09-02; view: 539; Нарушение авторских прав