resized P1080855

Kontrola ekspresji genów u Prokaryota

Wykład 4

Kontrola ekspresji genów pozwala organizmom prokanotycznym reagować na zmiany środowiska i produkować jedynie te białka które są w danej chwili potrzebne.

Regulacja ekspresji genów

Operony

Poziom stężenia danego białka jest wypadkową szybkości procesu jego produkcji i degradacji. Poziom ten jest regulowany u bakterii głownie przez kontrolę szybkości wytwarzania białek.

Podstawowe mechanizmy regulacji:

•    zmiana tempa transkrypcji

•    zmiana czasu półtrwania mRNA

•    zmiana wydajności translacji

Operon laktozowy E. coli

Geny bakterii często zgromadzone są w jednostki transkrypcyjne nazywane operonami. W skład operonu wchodzą zwykle geny białek powiązanych ze sobą funkcjonalnie.

W genomach bakterii są również pojedyncze geny kodujące białka regulujące ekspresję genów w operonach,

Operony indukowane - zawierają geny białek szlaków katabolitycznych, ich ekspresja jest indukowana przez obecność substratu.

Operony hamowane - zawierają geny enzymów szlaków biosyntezy, ich ekspresja jest hamowana przez wzrost stężenia produktu. Produkt może też kontrolować ekspresję operonów przez atenuację.

Operon laktozowy (lac) u E. coli zawiera geny trzech białek

niezbędnych dla przyswajania laktozy:

lacZ koduje p-galaktozydazę

lacY koduje permeazę p-galaktozydazową

lacA koduje transacetylazę p-galaktozydazową

Ekspresja tych białek indukowana jest przez obecność allolaktozy.

Operon tryptofanowy

Represja kataboliczna operonu lac

Represja kataboliczna pozwala na zablokowanie ekspresji operonu lac w obecności glukozy.

jeron tryptofanowy zawiera piec genów kodujących t»ałka nązane z syntezą tryptofanu. Transkrypcja °P®^r°™ ^“™^^ana ;t przez obecność tryptofanu (działającego jako kompresor).

Ahp.'

JHI

glutoia )    cAMP 1

glukoza i    cAMP t

ATf» CAMP

I

glukoza