Regulácia bunkových funkcií. Genetická regulácia promotorov

Všetky skutočnosti uvedené v tomto článku ukazujú, že chemická a fyzikálna bunkové funkcie sú regulované gény. Avšak, aktivita génov samotné musia byť obmedzené, inak hromadenie akejkoľvek súčasti buniek alebo akejkoľvek biochemické reakcie bude pokračovať tak dlho, kým nedošlo k poškodeniu klietku. Každá bunka má výkonné regulačné mechanizmy spätnej väzby koordináciu rôznych intracelulárnych procesov. Pre každý gén (ktorý v bunke cez 30,000) je usporiadaný aspoň jeden taký mechanizmus.

Video: Biológia lekcie №31. biosyntéza proteín

V zásade kontrola biochemické funkcie bunky použiť iba dva spôsoby: genetické regulácie (tj., regulácia génovej aktivity samotných) a reguláciu enzýmu (tj., regulácia aktivity enzýmov syntetizovaných bunkou).

Operon a jej význam v biochemických reakcií syntéza. funkcie promótorom. Procesy biochemická syntéza v bunke sú zvyčajne zahŕňať celý rad reakcií, z ktorých každý katalyzovaná špecifickým enzýmom. Na druhej strane, všetky enzýmy potrebné pre syntézu látky, často kódované génovú sekvenciu ležiace jednej skupiny na rovnakom chromozóme. Segment DNA nesúci gén skupinu s názvom operonu, a gény zodpovedné za syntézu niektorých enzýmov - štruktúrnych génov.

Video: Biosyntéza proteínov. (Nauchfilm, vzdelávacie videá ZSSR)

Na rovnakom obrázku môžete vidieť úsek DNA, nazýva promótor. Ako už bolo spomenuté, že je sekvencia nukleotidov, ktoré majú afinitu na špecifických miestach RNA polymerázy. Pre zahájenie syntézy RNA, RNA polymeráza sa musí pripojiť k promótorom pred začatím pohybu pozdĺž DNA. Tým je pre aktiváciu operonu vyžaduje promótor.

Nariadenie operátor funkcie operon represor. Jedná sa o väzobné miesto proteínu zvaného operátor represor. Toto meno bolo dané kvôli jeho väzby na promótor bráni upevnenie na druhom RNA polymerázu a, v dôsledku toho inhibuje transkripciu génov v operonu. Iný názov pre tento proteín - proteín represor.

Nariadenie operátor funkcie aktivátor operon. To je priľahlé k promótorom pred a viaže sa na operátora aktivátora proteín nazvaný. Väzbou na tomto subjekte, aktivátor operátor podporuje naviazanie RNA polymerázy na promótor a aktivuje operon. Iný názov pre tento proteín - proteín aktivátor.

Negatívne mechanizmy spätnej väzby komunikačné funkcie v regulácii operonu. Obrázok ukazuje, že akumulácia v bunke prebytočné množstvo výrobku môže byť negatívne spätné mechanizmus pre inhibíciu funkcie operon zodpovedný za syntézu produktu. Základom tohto mechanizmu môžu ležať represorový proteín väzbovú prevádzkovateľovi alebo komunikačnej medzery medzi proteínu aktivátora a prevádzkovateľom. V oboch prípadoch je funkcia operonu je potlačený. Po syntéze produkt sa hromadí v množstve dostatočnom pre normálne fungovanie bunky, operon aktivita prestane. Naopak, zničenie produktu a zníženie jeho koncentrácie v bunkovej operonu je aktivovaný. To znamená, že bunka automaticky udržuje požadovanú koncentráciu výrobku k nej.

Iné mechanizmy regulácie transkripcie operonu. Za posledných 20 rokov, mnoho variantov základných mechanizmov regulácie funkcie operonu bola objavená. Bez toho aby sme sa púšťali do podrobností, popíšeme niektoré z nich.

1. Regulácia funkcie operonu často sprostredkované regulyatornyi gén, ktorý môže byť lokalizovaný v každom chromozóme. Tento gén je zodpovedný za regulačný syntéza proteínov ovládanie funkcie operonu, pôsobí ako represor proteínu alebo proteínu aktivátora.

2. V niektorých prípadoch, rovnaký proteín-regulátor súčasne ovláda niekoľko rôznych operony. Avšak niektoré proteíny fungujú ako represor a aktivátory niektoré iné operony. Ak sa týmto spôsobom súčasne reguluje synchrónne prevádzkové funkcie niekoľkých operonu, ktoré sa súhrnne nazývajú regulonu.

Video: Mol.Biologiya

3. regulátory Proteínové niektoré operony sú pripojené k DNA, nie je na začiatku ich transkripcie, a v odľahlých oblastiach. V niektorých prípadoch sa regulácia operonu nevykonáva na úrovni DNA, a v protses Sing RNA pred jeho výstupom z jadra do cytoplazmy. Niekedy regulácia operonu sa vyskytuje v cytoplazme pri transláciu RNA na ribozómu.

4. bunky s jadrami, nukleárnej DNA "zabalené" do štruktúr sa nazývajú chromozómy. Každý chromozóm DNA skrutkovica je skrútená okolo malé proteíny (históny), ktorý cez ďalšie proteíny sa viažu k sebe, tvoria kompaktný štruktúru. Aj keď DNA je v kompaktnom stave, môže sa zúčastniť pri syntéze RNA. Teraz vysvetliť niektoré mechanizmy, ktorými niektoré oblasti chromozómov v okamihu straty kompaktnej konštrukcii, ktorá umožňuje lokálne syntézu RNA. Avšak aj v týchto prípadoch, niektoré transkripčné faktory regulujú rýchlosť transkripcie jedného operonu v chromozóme. Tak, v udržiavaní bunkových funkcií zapojené zložitejšie, než sa pôvodne predpokladalo, že regulačné mechanizmy. Napokon, externé signály, vrátane určitých hormónov môžu aktivovať individuálnu oblasť chromozómu a niektoré transkripčné faktory regulujúce spôsobom biochemické procesy potrebné pre fungovanie buniek.

Video: Gene Prepis - Constantine Severinov

každá bunka To so sebou nesie viac ako 30.000 rôznych génov, čo znamená, že metódy a regulácia ich činnosti musia byť tiež veľmi veľa. Mechanizmy genetické regulácia zohrávajú obzvlášť dôležitú úlohu pri regulácii intracelulárnej koncentrácie aminokyselín a ich derivátov, ako aj medziproduktov substrátov a produktov metabolizmu sacharidov, tukov a bielkovín.