Na stronie używamy cookies. Korzystanie z witryny oznacza zgodę na ich wykorzystywanie. Szczegóły znajdziesz w Regulaminie.
ZAMKNIJ X

Regulacja ekspresji genów – operon laktozowy

W danym momencie komórkom potrzebne są tylko niektóre enzymy, w związku z czym niezbędna jest aktynowość tylko tych genów, które je kodują. Ponieważ nie ma potrzeby, aby w tym samym czasie były czynne wszystkie geny, w organizmie muszą istnieć pewne mechanizmy regulujące ekspresję genów. Mechanizmy te różnią się w komórkach prokariotycznych i eukariotycznych, co związana jest między innymi z sposobem organizacji ich materiału genetycznego.

Regulacja ekspresji genów u organizmów prokariotycznych:

Jednym z najbardziej znanych sposób regulacji ekspresji genów u bakterii jest mechanizm według którego działa operon laktozowy. DNA bakterii składa się praktycznie wyłącznie z samych odcinków kodujących. Jego geny tworzą grupę, który ulega wspólnej transkrypcji i kontroli. Ten zespół genów nazywany jest operonem.

W skład każdego operonu wchodzą:

promotor – niekodująca sekwencja DNA, do której przyłącza się polimeraza
operator – niekodująca sekwencja DNA, położona pomiędzy promotorem a genami struktury, do której może przyłączyć się białko represorowe
geny struktury – kodują enzymy określonego szlaku metabolicznego, w przypadku operonu laktozowego są to trzy geny kodujące trzy enzymy rozkładające laktozę (lacZ, lacY, lacA)
represor – to gen regulatorowy kodujący białko zwane represorem, które łączy się z operonem

W normalnych warunkach bakterie jako źródło energii wykorzystują glukozę. Dlatego geny kodujące enzymy metabolizujące laktozę nie są potrzebne w tej sytuacji. W związku z powyższym ekspresji ulega gen regulatorowy, który koduje represor. Ten przyłącza się do operonu blokując zarazem promotor. To udaremnia przyłączenie się polimerazy, a tym samym uniemożliwia transkrypcję genów struktury. Gdy w środowisku bakterii pojawi się laktoza to łączy się ona z białkiem represorowym, co powoduje jego odłączenie od operonu, a tym samym odsłonięcie promotora. Skutkuje to przyłączeniem polimerazy transkrypcją operonu laktozowego.

Schemat ukazujący mechanizm działania operonu laktozowego

Schemat ukazujący mechanizm działania operonu laktozowego:
1. Polimeraza RNA, 2. Represor, 3.Promotor, 4.Operator, 5.Laktoza,
6. lacZ, 7.l acY, 8. lacA/T A RAJU (18.05.2012)//commons.wikimedia.org

Regulacja ekspresji genów u organizmów eukariotycznych:

W organizmach eukariotycznych występują odmienne mechanizmy regulacji ekspresji genów. Przede wszystkim jest to spowodowane organizacją przestrzenną DNA, którego helisa nawinięta jest na histony, w związku z czym białka mają do niego utrudniony dostęp. Ponadto do inicjacji transkrypcji wymagana jest obecność licznych czynników białkowych, bez których polimeraza nie może połączyć się z DNA.

Ekspresja genów u organizmów eukariotycznych może być regulowana na każdym z poniższych poziomów:

• struktura chromatyny – regulowanie dostępności chromatyny (zamiana heterochromatyny w euchromatynę jest przyczyną wyciszenia genów)
• transkrypcja – sterowanie inicjacją i szybkością transkrypcji
• obróbka transkryptu – wycinanie intronów i różne składanie ze sobą egzonów w ramach alternatywnego splicingu może dać kilka rodzajów mRNA
• redagowanie transkryptu – zmiany w obrębie sekwencji nukleotydów po transkrypcji
• stabilność mRNA – czas ekspresji genu zależy od czasu trwałości mRNA
• transport mRNA z jądra do cytoplazmy– degradacja nieprawidłowo obrobionego DNA
• translacja i modyfikacje potranslacyjne
• stabilność powstałego białka – degradacja białek pod wpływem ubikwityny

Komentarze (1)
Wynik działania 3 + 3 =
Maruda
2017-10-23 14:16:27
Świetne! Dziękuję bardzo :D
Ostatnio komentowane
dzięki wielkie!
xayoo • 2020-09-21 12:24:47
Dzk , bardzo pomocne
bobas • 2020-09-16 17:40:29
kocham Polską literatórę
tgyfvg • 2020-09-15 11:00:30
nom fajne
123445676878 • 2020-09-14 18:20:58
dzięki
RTC • 2020-09-14 16:37:14