ObrazE115

Tematy pokrewne Struktura DNA tPl)    Transkrypcja eukariotycznych genów

kodujących białka (G6)

Regulacja transkrypcji prowadzona) przez polimerazę RNA U (G7) Dojrzewanie pre-mRNA u eukariotów (C8)

Rybosomowy RNA (G9) Transportujący RNA (G10)

Struktura DNA (PI) / Struktura RNA (Cl) Transkrypcja w komórkach prokańotycmych (GJZ) Optron laktozowy (be)j(G3) Transkrypcja u eukariotów — wiadomości podstawowe (CS) I

Organizacja oper on u trp

Represja

r) (rys. 1) zawiera-pieć genów slruktyiyJkDdu-isn/ch enzymy „ryaatruriĄrp w biosyntezie trypto/anu. Ceny te znajdują się pod konfrnlą-promolOra /rp (P,^) i operatora łrp (0_/rp). Rejon operatora trp częściowo pokrywa się z sekwencją promotora /rp. Transkrypcja operonu /rp zachodzi tylko wtedy, gdy w komórce brakuje tryptofanu.

Represor trp kodowany jest przgz odrębny operon trpR. Przy braku tryp-io/anuTW komórce syntetyzowany jesliepiesor-irp. Monpmery-repięsora tworzą dimary. ale pełsziłają one w formie nieaktywnej, niezdolnej do wiązania się z operatotcnUaprGeny struktury operoruijrp ulegają wtedy transkrypcji. Kiedy pojawia się w komórce tryptofan, enzymy uczestniczące w jego ayntealp nile są już więcej potrzebne i ich ekspresja zostaje „wyłączona" Odbywa to się poprzez wiązanieirypjofanu przez regjesor-

M

atenualor

operon Spff *

LJ-

H trpe | epO | spC I /rpfl 1 op* |

■    mRNA

CXD

represor trp Ornat

bioaktywny)

enzymy uczestniczące w syntezie tryptofanu

U»

operon trpft

h

(BO-

represor trp (dfmer)

atenuaior lider i

W trpE I trpD | trpC | IrpB | trpA |

brak transkrypcji aktywny    genów struklury

represor trp

iryp

oian o

Rys. 1. Regulacja operonu Irp:

(b) brak transkrypcji w obecności tryptofanu

'a) transkrypcja w przypadku braku tryptofanu

trp. Represor zostaje wtedy uaktywpiony. wiąże się z sekwencją operatorową i „wyłącza" transkrypcje operonu trp. Tryptofaą nazywany wtedy korepresorem. Jest to negatywna kontrola ekspresji, ponieważ represor "wiazac słe z operatorem hamuje transkrypcję, ale należy zwrócić uwagę, że operony lac i trp ilustrują dwie różne drogi kontroli negatywnej: albo (tak jak w przypadku operonu lac) wykorzystując aktywny represor. który jest unieczynniany poprzez wiązanie liganda (induktora), albo (tak jak w przypadku operonu trp) wykorzystując tepresor, którj^agdde jest nieaktywny, a jego uaktywnienie następuje w chwili związania cząste-czki Uganda. Podobnie jak w przypadku operatora lac (temat G3), sekwencja operatora trp rozpozn , wana przez represor trp ma charakter sekwencji palindromowej.

Atenuacja    Do kontroli ekspresji operonu trp wykorzystywany jest jeszcze jeden

mechanizm zwany atenuacja. Na końcu 5' połiristronowego mRNA trp. powyżej części kodującej genu łrpE, znajduje się sekwencja liderowa (rys. 1).Sekwencja ta koduje 14 aminokwasowy prptyd łkłerowy zawie-raiacy dwie reszty tryptofanowe.

Funkcją sekwencji liderowei jest precyzyjne dostrojenie ekspresji operonu trp do poziomu tryptofanu wewnątrz komórki. Sekwencja Liderowa zawiera cztery rejony (rys. 2, ponumerowane odpowiednio 1-4), które mogą tworzyć różne struktury cin,ignr7ęriowe typu spinki do włosów (ramię-pętla). Rozważmy teraz dwie ekstremalne sytuacje: całkowity brak tryptofanu lub też jego obecność w komórce w dużym stężeniu U bakterii rybosomy przyłączają sie do mRNA w trakcie jego syntezy, tak więc translacja zaczyna się, zanim jeszcze zakończy się transkrypcja pełnej długości mRNA. Przy nadmiarze tryptofanu w komórce (rys. 2a) rybosomv_jviążą się z policistronowym mRNA trp, który ciągle jest w fazie syntezy i natychmiast rozpoczynają translację jego części lidero-wej. Oba kodony tryptofanowe leżą w obrębie sekwencji 1, a kodon stop (patrz temat HI) leży pomiędzy sekwencjami 1 i 2. W trakciadranglacji rybosomy syntetyzujące peptyd liderowy znajdują się tuż za polimerazą RNA. Zakończenie translacji następuje pomiędzy sekwencjami 1 i 2. W takiej sytuacji pozycja rybosomu uniemożliwia sekwencji 2 odd2ia-lywanie z sekwencją 3. Zamiast tego, sekwencja 3 tworzyjsaązania wocTo-rowe z sekwencją 4 formując strukturę typu „ramie-petla", która działa jak terminator transkrypcji. Dlatego właśnie w obecności tryptofanu dalsza transkrypcja operonu trp jest niemożliwa. Jeśli jednak brakuje w komórce tryptofanu (rys. 2b), rybosom zatrzyma się przy dwóch kodo* nach zawartych w sekwencji 1. Umożliwi to sekwencji 2 swobodne parowanie z sekwencją 3, utworzy się struktura 2:3 (zwana również antyter-minatorem), a struktura 3:4 nie będzie mogła powstać. Pozwoli to na kontynuowanie transkrypcji aż do końca operonu trp. Zatem, dostępność tryptofanu kontroluje, czy transkrypcją operonu trp zakończy się wcześniej (atenuacja), czy też będzie kontynuowana i zakończy -się syntezą całego polidstronowego mRNA.

Atenuację odkryto, gdy zauważono, że delecja krótkiego fragmentu _DNA pomiędzy operatorem a pierwszym genem struktury (trpE) zwiększa poziom transkrypcji. Rejon ten nazwano ątenuałojem (patrz rys. 1). Koduje on część sekwencji liderowej, która tworzy strukturę terminatora transkrypcji.