To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Kontrola ekspresji genu u prokaryota
Te procesy są niezwykle złożone, przebiegają z udziałem szeregu mechanizmów na różnych poziomach które to mechanizmy wzajemnie się na siebie nakładają, jest to niezwykle skomplikowany i wieloetapowy proces ale wydaje się ze wśród tych wszystkich systemów regulujących ekspresje genu jest podstawowym, najważniejszym etapem który ma wpływ na właściwości biochemiczne komórki jest inicjacja transkrypcji. Ten etap czyli inicjacja transkrypcji determinuje który gen w jakiej komórce kiedy i z jaka wydajnością względną będzie ulegał ekspresji. Późniejsze etapy ekspresji genu maja już znaczenie uzupełniające, drugo rzędowe, celem regulacji na tych dalszych etapach ekspresji genu które następują po inicjacji transkrypcji jest modulacja ilości syntetyzowanego białka czy na przykład jakaś jego modyfikacja chemiczna. Strategia kontrolowania inicjacji transkrypcji u bakterii:
U E.coli można wyróżniać 2 sposoby kontroli inicjacji transkrypcji.
1. Kontrola konstytutywna - Zależy od struktury promotora
2. Regulacja inicjacji transkrypcji - zależy od działania białek regulatorowych.
Ad1. Kontrola Konstytutywna
Zależy od struktury promotora, Struktura promotora określa podstawowy poziom inicjacji transkrypcji. Sekwencja najwyższej zgodności dla promotorów E.coli ma dość duży zakres zmienności, nie jest to sekwencja identyczna dla wszystkich promotorów i możemy wyróżnić stosunkowo dużo dopuszczalnych wariantów, zarówno w sekwencji bloków -35, jak i w sekwencji bloków -10 (dwa najważniejsze miejsca dla inicjacji transkrypcji). Nie wiadomo w jaki sposób sekwencja promotora wpływa na inicjacje transkrypcji, można się spodziewać ze sekwencja bloku -35 wpływa na rozpoznanie promotora przez podjednostkę σ (sigma) polimerazy, wpływa na szybkość przyłączenia się do niego całej polimerazy RNA. To jest rola bloku -35, natomiast blok -10 decyduje o przejściu od zamkniętego kompleksu paromotorowego do kompleksu otwartego, prawdopodobnie interakcje w obszarze bloku -10 decydują o przekształceniu się zamkniętego kompleksu promotorowego w jego postać otwartą. Poszczególne promotory mogą się również różnić wydajnością nawet tysiąc krotnie. Wydajność promotora : definiuje się jako liczbę efektywnych inicjacji transkrypcji od danego promotora, zachodzącą w ciągu 1s. Efektywna inicjacja - to taka w wyniku której polimerazy RNA opuszcza promotor i rozpoczyna syntezę pełnego transkryptu.
Od promotorów najbardziej wydajnych, które nazywamy „silnymi” promotorami zachodzi tysiąc razy więcej efektywnych inicjacji niż od promotorów najsłabszych, w takich przypadkach mówimy o różnicach w podstawowym tempie inicjacji transkrypcji wynikającym ze struktury samego promotora. To podstawowe tempo inicjacji transkrypcji konkretnego genu jest zaprogramowane w sekwencji jego promotora i bakteria nie kontroluje tego podstawowego genu, nie może się wiec ono w podstawowych, normalnych warunkach zmienić. Jednak bakterie mogą decydować o tym które sekwencje promotorowe będą w danych warunkach faworyzowane. Dokonuje się to poprzez zmianę podjednostki σ (sigma) polimerazy RNA. Podjednostka σ (sigma) jest tą częścią polimerazy RNA która wykazuje zdolność specyficznego wiązania się z DNA. Możliwa jest zmiana grupy promotorów, rozpoznawanych przez polimerazę RNA w wyniku zastąpienia jednej wersji podjednostki σ (sigma) inna, która ma nieco inna domenę wiążąca DNA. U E.coli standardowa podjednostka σ (sigma) ma masę cząsteczkowa 70kDa i oznacza się ja symbolem σ 70(od masy cząsteczkowej). Jest to standardowa podjednostka σ(sigma) u E.coli i ta podjednostka σ(sigma) uczestniczy w transkrypcji większości genów. Oprócz tej podjednostki σ70, E.coli ma jeszcze inna podjednostkę σ32( masa cząsteczkowa) która to podjednostka jest syntetyzowana w warunkach szoku cieplnego. W takich warunkach E.coli podobnie jak inne organizmy włącza grupę genów kodujących specjalne białka tzn. białka szoku termicznego, które pozwalają przetrwać stres. Sekwencje paromotorowe tych genów są specyficznie rozpoznawane przez podjednostkę σ32(sigma32), a zatem przy wprowadzeniu jednej prostej zmiany w str. polimerazy bakterie mogą jednocześnie łączyć wiele rożnych genów. Tego typu system czyli system wymiennych podjednostek σ(sigma) występuje powszechnie u bakterii i E.coli oprócz tych dwóch podjednostek zawiera również podjednostkę σ54(sigma54)54 która kontroluje ekspresje genów dotyczących wiązania azotu. Również różne gatunki Bacillus posiadają różne podjednostki σ(sigma) polimerazy dzięki którym włączają i wyłączają różne grupy genów przechodząc od wzrostu wegetatywnego do wytwarzania przetrwalników, służą regulacji cyklu rozwojowego.
(…)
… podjednostek każda z nich ma masę 125 kDa, w takich samych stosunkach molowych jak β-galaktozydaza są syntetyzowane 2 inne enzymy: telmeazagalaktozydowa monomer jest to białko membranowe o masie 30kDa i 3 enzym transacetylazagalaktozydowa, która jest dimerem (składa się z jednakowych podjednostek o masie 30kDa każda).
-Telmeaza - białko membranowe, funkcja tego enzymu jest transport laktozy ze środowiska przez błonę cytoplazmatyczna do wnętrza komórki. -Transacetylaza - udział tego enzymu w metabolizmie laktozy jest nie ustalony i najprawdopodobniej transacetylaza razem z β-galaktozydazą uczestniczy w hydrolizie laktozy do cukrów wyjściowych czyli glukozy i galaktozy. Te 3 enzymy są kodowane przez 3 geny strukturalne wchodzące w skład operonu laktozowego. Mianowicie :
-β-galaktozydaza jest kodowana przez gen…
… składa się z 4 identycznych podjednostek, każdy z dimerów represora wiąże się z jednym ramieniem palindromu w obrębie operatora.
Jeśli chodzi o mechanizm regulacji ekspresji operonu laktozowego to podstawowe wiadomości, podstawowa wiedza na ten temat została osiągnięta na początku lat 60 dzięki pracom 2 uczonych francuskich Zaka Mono i Fransuła Żałoba. Którzy wraz z 1 jeszcze panem Andre Lwofem w 1965r…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)