Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Гистидин-аммиак чиаза Ш)
Уроканаза (U)
Имидазолонпропиона i
Имидазолон-гцюпионаза (I)
Формими! ют .путами i
Глутамат-формимино фансфераза (GJ
Глу тамат+Форм пат
Рис. 14-16. Последовательность реакции ферментативного расщепления гистидина.
время считается, что гистидин действует как условный индуктор, подавляющий негативную регуляцию, осуществляемую Hnt-репрессором. 'Хаким образом, сигнал о пехнатке углерода или азота может быть воспринят только в том случае, если Hut-репрессор не связан с соответствующим оператором (рис 14-17). Это имеет глубоким смысл, так как синтез ферментов, кодируемых Hul-онероиами в отсутствие достаточного коти-чества гистидина, был бы весьма расточительным с биологической: точки зрения.
Сигнал о недостатке углерода передаетск таким же образом, как и в случае лактозного оперона. путем повышения концентрации цАМФ и последующей активацип Hut-промоторов при связывании комплексов цАМФ — БАК Если же коицентрация цАМФ иизка, как, иаиример, в том случае, когда в среде имеется избыток глюкозы, то сигнал о недостатке азота должен быть передан каким-то другим позитивным ре гуля торным белком, отличным от БАК.
Недавние исследования транскрипции in vitro показали, что активирующим белком для синтеза mPIIK Hut оперонов является активная глутамиисинтетаза Этот фермент в активной иеаденшшро ванной форме присутствует в к тетке в большом количестве в условиях недостатка азота, а в условиях избытка азота обнаруживается в неактивно! аденилирован-нои форме. Таким образом, Hut-опероиы получают сигнал о недостатке азота при связывании глутаминсинтетазы с соответствующим промотором-
Hul pcupCLtop (с) р [} Синтез НиНмРНк не идет
Синтез hut мРНК не iijci
Индуктор (г и гид пн)
POU Н
Индуктор (гИСТМ'ИШ)
БАК+ цАМФ
БАК + цАМФ р о и
Активная (псадени шронанная) пу ам кнеим leraja
Рис. 14-17. Схома организации двух оперовов Hut Salmonella typhimurium и их регуляции при участии взаимодействующих позитивных и негативных белковых факторов.
БЕЛОК, КОТОРЫЙ МОЖЕТ ОСУЩЕСТВЛЯТЬ КАК ПОЗИТИВНУЮ,
ТАК И НЕГАТИВНУЮ РЕГУЛЯЦИЮ
Более загадочна регуляция ферментов арабшюзного оперопа (ага) В клетках Е. colii растущих в отсутствие арабинозы, три фермента, участвующих в ее расщеплении, присутствуют в ничтожных количествах Но при добавлении арабинозы количество всех этих фермелтов одновременно возрастает. Этот процесс индукции контролируется четвертым геиом «С» который
Рис. 14 18 Схема арабинозного оперона Е coli как пример позктшшои регуляции
находится вблизи трех других генов и отделен от них только промотором арабинозного оперона (рис. 44 18) Поскольку генетический анализ показал, что в *С»-1ене возможны иоисенс-гиутацин, предполагается, что ею продуктом должен быть какой-то белок, связывающийся с арабиво-зои Однако этот белок является не обычным реирсссором, поскольку известно, что если в результате делении гена «С» он не синтезируется, то индукция арабинозного оперона невозможна. Поэтому предполагают, что после соединения с арабннозои продукт гена «С» позитивно влияет на ара-бнпозныи промотор подобно БЛК. К тому же арабинозный оперон относится к чувствительный к глюкозе оиеронам, и, счедовательно, синтез мРЛК на нем зависит от связывания БАК с арабинозным промотором. Таким образом, для интенсивного функционирования арабинозного one роиа требуются одновременно два позитивных рег\лпторных сигнала, один из которых сообщает о присутствии арабинозы, а другой — об отсутствии глюкозы
Сначала казалось, что открытие мутантов по «С»-бслкам (Сс), способных к конститутивному синтезу благодаря активированию «С$>-бслков при связывании их с каким-то пормадьным внутриклеточным метаболитом, не противоречит изложенной выше гипотезе Предполагалось, что диплоидные клетки, содержащие один ген С+ и одип ген Сс, будут синтезировать белки арабииозпого оперона в отсутствие арабинозы Однако на самом деле С+-геи препятствовал действию его Сс-аллеля Кажется
Регуляция синтеза е функционирования белков
вероятным, что «О-белок в отсутствие арабипозы сохраняет способность связываться с арабинозным промотором, ко в этом случае он действует негативно, как если бы он быч репрсссором Ит-тк, «О-белок обладает снособиостью действовать позитивно или негативно в зависимости от того» связан оп с индуктором или нет.
РЕГУЛЯЦИЯ ТРАНСКРИПЦИИ ТРИЛТОФАИОВОГО ОПЕРОПА ДВ\МЯ РАЗЛИЧНЫМИ РЕГУЛЯТОРНЫМИ УЧАСТКАМИ
Первоначально предполагали, что синтез пяти ферментов триптофанового онеропа {trp; см рис- 8 9) также контролируется прежде всего регулятор иыми белками, взаимодействующими с промоторно-операторньши участками В данном случае важно отметить, что транскрипция пяти последовательных триптофановых генов (рис 14 19) необходима только тогда, когда не хватает триптофана. Таким образом, триптофан действует пе как индуктор, а как корепрессор, активирующий специфический репрессор. который приобретает способность связываться с триптофаповым оператором и предупреждать транскрипцию соответствующего оперона Следовательно, в отсутствие триптофана триптофаиовын оператор свободен п на прилегающем промоторе может начаться синтез триитофановой мРНК. Однако неожиданно оказалось, что молекула мРНК триптофанового оперона, синтез которой начинается таким образом, не обязательно достигает своей потной длины- Наоборот, рост большинства молекул трипто-фаповой мРНК останавливается даже до того, как пачпется транскрипция первого триптофанового гена (trp O'),
