Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гудвин Б. -> "Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов" -> 22

Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов - Гудвин Б.

Гудвин Б. Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов — Москва, 1966. — 251 c.
Скачать (прямая ссылка): vremennayaorganizaciyakletki1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 85 >> Следующая

регулирования активности генов. Вероятно, триггерное поведение
биохимических регуляторных систем является результатом слабых
взаимодействий между большим числом элементарных контуров или (как будет
показано ниже) следствием специфических сильных взаимодействий между
двумя или более контурами. Однако трудно изобрести такую элементарную
механическую реакцию, которая регулировала бы активность гена по типу «да
— нет», т. е. была обратимой и вместе с тем допускала только два
дискретных состояния — либо «да», либо «нет». Ниже мы покажем, каким
образом такое дискретное поведение может быть получено в результате
взаимодействий между элементарными биохимическими процессами, которые
сами по себе непрерывны.
Реакцию между матрицей Тг и предшественником m-PHK, обозначенным Аь,
можно записать в том же виде, что и реакцию между матрицей и репрессором:
Ti+Ai^LTiAf.
ДИНАМИКА ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
63
Тогда для равновесия мы снова имеем:
J TiA-i}~ = J±- = Li. (5)
[^1Ш l-i
Если принять, что оператор и участок, кодирующий последовательность
нуклеотидов m-PHK, расположены на матрице в одном и том же месте, т. е.
что имеет место конкуренция между Ri и Аи то можно написать следующее
выражение для полной концентрации матрицы:
(6)
Используя уравнения (4—6), получим
jyi.j ________ | /1 ] 1
J0 Lt [Лг] Li Ш
Решив это уравнение относительно [ТгЛг], получим
[ГД,]=;-------------[Тй°-----------
(1/^г[Дг])+1+№ ШИгШУ или
[TiAi] = —Li [li] [7,г1° . (7)
1+М4] + *|[Д|]
Если мы примем, что Rt соединяется со специфическим участком матрицы Tt
независимо от предшественника Лг, то мы будем иметь неконкурентное
ингибирование. Опуская выкладки, напишем окончательный результат для
этого случая:
[TtAi] = ШМШк . (8)
(1+?г[Лг])(1+**№!)
Если считать и [А г ]и [7?г] переменными, то разница между выражениями
(7) и (8) окажется весьма существенной. Но мы будем считать концентрацию
активированного предшественника [Л г] постоянным параметром системы или
по крайней мере случайно меняющейся величиной. Тогда эти два выражения
будут эквивалентны относительно [7?г]. Поэтому мы будем пользоваться
выражением (7), помня, что константы в этом уравнении могут иметь иную
64
ГЛАВА 4
природу, нежели аналогичные константы в уравнениях кинетики ферментов.
Описанные выше методы анализа, основанные на поверхностной адсорбции,
являются классическими, и их можно найти в любом курсе энзимологии.
Недавно были разработаны новые представления о влиянии, которое могут
оказывать на конформацию и активность макромолекул адсорбированные на них
малые молекулы. Эти концепции, особенно введенное Моно и Жакобом [67]
понятие об аллостерических эффектах в белках, могут привести к построению
новой теории регуляции биологической активности макромолекул. Однако мы
будем использовать более старые и более простые представления, которые
приведут к выводу формул, весьма похожих на выражения, полученные
Сцилардом [100] в его интереснейшей работе о внутриклеточной регуляции.
СВОЙСТВА СИГНАЛА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
Теперь мы должны вывести соотношение между концентрацией репрессора [Rt]
и концентрацией метаболита [Mi\. Здесь возникают два вопроса. Первый
касается характеристики метаболического фонда, содержащего Mi-(Мы
ограничимся случаем, когда М, является конечным продуктом определенной
цепи реакции, который поступает в некий метаболический фонд, служащий
источником для различных реакций в клетке.) Как уже было сказано, только
часть всего количества метаболита может играть роль репрессора и замыкать
таким образом цепь обратной связи. Остальная часть поступает в
метаболический «котел». Если величина [Mt ] относительно мала, то очень
малое количество метаболита будет «переливаться» через край «котла» и
локус Lt будет в сильной степени дерепрес-сирован. При увеличении же
концентрации Mi все большая его часть будет работать как репрессор.
Кинетика этого процесса может быть весьма сложной и зависит от свойств
метаболического фонда. Ковье и Макклюр [10 ] и совсем недавно Бриттен и
Макклюр [4] исследовали свойства метаболических фондов у микроорганизмов.
Полученные ими результаты показывают, что,' но-види-
ДИНАМИКА ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 65
мому, метаболиты, включенные во «внутренние» метаболические фонды и тесно
связанные с биосинтетическими процессами, не находятся в свободном
состоянии, а более или менее прочно связаны с белками. Таким образом,
здесь мы опять встречаемся с адсорбцией малых молекул на поверхности
макромолекул.
Однако в настоящее время о реальной кинетике поступления метаболитов в
эти фонды и выхода их из фондов практически ничего не известно. Поэтому
мы примем, что метаболические фонды обладают следующими свойствами. Фонд
г-го метаболита имеет определенную емкость, которую мы обозначим 5*. Если
полное количество г-го метаболита в клетке меньше емкости фонда, т. е.
если Mi <С St, то сигнал обратной связи равен нулю и репрессия
отсутствует. Если же Mt > St, то избыток метаболита будет осуществлять
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 85 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed