mikro kunicki7

integracji faga X do genomu E. coli. Gen int jest transkrybowany z dwócłt głych od siebie promotorów p_L i p_int. Transkrypt rozpoczynający się w p^zip du obecności specyficznej struktury drugorzędowej, ulega częściowej degrai a zatem nie może służyć jako matryca do syntezy białka integrazy.

Potranskrypcyjna kontrola ekspresji genów nie ogranicza się do mei mów wpływających na stabilność transkryptów. Mechanizm specyfica hamowania translacji, tzw. hamowanie zwrotne translacji, kontroluje eksp: operonów kodujących białka rybosomowe. Genom E. coli zawiera 19 operonj kodujących białka wchodzące w skład dużej i małej podjednostki rybosomia; dziesięciu operonach opisano działanie negatywnej, autogennej kontroli transla< z udziałem białek kodowanych w obrębie hamowanych przez sleł^ transkryptów. Ta negatywna kontrola nie dopuszcza do nadmiernej syntezy bf lek rybosomowych i koreluje ich wewnątrzkomórkowy poziom z poziom rybosomowych RNA (rRNA),    ||

Jeszcze jednym ze sposobów kontroli potranskrypcyjnej jest regulacja prze antysensowny mRNA.

W 1984 roku Jacob opisał bardzo pomysłową technikę otrzymywania fenptf kopii mutacji, wykorzystując w tym celu technikę inżynierii genetycznej^, Skonstruował on wektor plazmidowy, przydatny do ■wnoszenia materiału gen^?| tycznego do komórek eukariotycznych. Na plazmidzie tym umieścił gen lad'' kodujący, jak pamiętamy, /3-galaktozydazę. Z kolei skonstruowano drugi plaz-;| mid, w którym wycięto i odwrócono o 180° gen strukturalny lacZ i po takrnifj odwróceniu przyłączono go ponownie do promotora. W drugim plazmidzie. w|| czasie transkrypcji tworzony jest łańcuch RNA na drugiej nici DNA, komple-| mentamej do segmentu zawierającego gen lacZ. Zapis na tej drugiej nici niczego nie oznacza, jest nonsensowny. Toteż tak tworzony „mRNA" nazwano „anty|p sensownym RNA". Jeśli do komórek eukariotycznych, np. fibroblastów, wpro-; wadzić pierwszy plazmid, tworzą one /3-galaktozydazę; jeśli ponadto wprowąj) dzić do nich drugi plazmid, tworzący antynonsensowny RNA, synteza /3-galak^ tozydazy zmniejsza się lO-krotnie. Przypuszczalnie ten RNA blokuje kompleU mentamy, właściwy mRNA, w konsekwencji dając komórkę o fenotypie mutantł|| ze znacznie zmniejszoną syntezą enzymu. Stąd określa się tak zmienione komórkif ^ jako fenokopie mutacji. Metodę tę zastosowano już na przykład do otrzymaną'! fenokopii mutaqi rozwojowych u Drosophila. Możliwości jej wykorzystania, wydają się olbrzymie.    -Tk

Otóż stwierdzono, że natura także korzysta z tej metody, zwłaszcza u E. coli.

Są tu transkrybowane dwie komplementarne sekwencje RNA z różnych segmentów DNA. Na przykład transkrypcja mRNA białka OmpF (jedno z białek błony zewnętrznej) jest hamowana przez antysensowny RNA,

Regulacja przez zmianę aktywności katalitycznej enzymów

Szerokie zagadnienie zmiany katalitycznej aktywności enzymów wykracza poza zasięg tego rozdziału. Dlatego problem ten zostanie tu tylko zasygnalizowany, z ' podaniem jednego przykładu regulacji tego typu.

Nagromadzenie w komórkach końcowego produktu jakiegoś szlaku biosyn-" tycznego prowadzi do zahamowania aktywności pierwszego enzymu danej gi metabolicznej, a w konsekwencji do natychmiastowego wyłączenia całego Regulacja ta stanowi przykład sprzężenia zwrotnego i jest bardzo dajna z punktu widzenia energetyki komórki.

.^Mechanizm ten zapewnia też, że komórka wytwarza tylko tyle danego amino-asu, ile jest niezbędne. Nadprodukq‘a prowadzi natychmiast do zahamowania fyntezy przez sprzężenie zwrotne. Pierwszy enzym w ciągu syntezy danego okwasu jest białkiem allosterycznym, mającym miejsce wiążące aminokwas. ;p połączeniu się z aminokwasem struktura enzymu zmienia się tak, iż staje się Jfń nieczynny. Uwidacznia to rycina 10-37, pokazująca działanie tego mechanizmu przy syntezie izoleucyny z treoniny.

izoleucyna

■CH₃'CH₂-CH-CH-C00H 11 ch₃ nh₂

_J

treonina    d9aminaz_a> kw. a-ketomasłowy

-'ch₃ choh-ch-cooh ^,reoniny ch₃- ch₂-co cooh

V    I

NH,

2a hamowanie

Ryc. 10-37. Regulacja syntezy izoleucyny z treoniny przez sprzężenie zwrotne.

Izoleucyna łączy się z allosterycznym pierwszym enzymem przemiany, deaminazą treoniny

U Mechanizmy regulacyjne nawet u bakterii, u których są prymitywne w -porównaniu z działającymi u Eukaryota, są wielorakie i skomplikowane, toteż ten |bardzo pobieżny opis zamkniemy przedstawieniem tylko jeszcze jednego mecha-cnizmu kontrolnego właściwego wyłącznie bakteriom. Z rozdziału 7 przypominamy sobie, że syntezy np. aminokwasów są procesami składającymi się z wielu •kolejnych etapów katalizowanych przez swoiste enzymy. Synteza wymaga zatem, aby enzymy te były zgromadzone jednocześnie w jednym miejscu komórki i w odpowiednim porządku. Cel ten najłatwiej osiągnąć, jeśli enzymy te będzie się produkowało jednocześnie w jednym pakiecie. Otóż bakterie tak właśnie problem ten rozwiązały dzięki częstemu występowaniu u nich operonów.

Ten rodzaj regulaqi jest dość kosztowny, bo musi być wytwarzany cały „pakiet" enzymów, choć niekiedy nie wszystkie muszą być tak samo niezbędne. Jest jednak jednocześnie najprostszy, wymagający minimalnej liczby genów regulatorowych i kodowanych przez nie represorów czy efektorów. Koszt metaboliczny wyrównywany jest tu przez oszczędność materiału genetycznego. Wydaje się, że w prostej komórce Prokaryota system ten okazał się dostatecznie korzystny, gdyż przetrwał u nich do dziś. W o wiele bardziej złożonych komórkach Eukaryota ten mechanizm regulacyjny był widocznie niekorzystny i został zastąpiony sprawniejszym, toteż nigdzie, poza bakteriami, nie spotykamy takich ugrupowań genów o skojarzonych funkqach.

W rozważaniach nad regulaqą pominęliśmy tu mechanizm polegający na specyficznym fosforyłowaniu białek przez swoiste kinazy. Zmienia to aktywność i właściwości tych czynnych białek. O tego rodzaju zjawiskach mówiliśmy