A tejcukor-operon

Először is, mik, pontosabb kik azok a prokarióták? A prokarióta szervezetek azok, melyek nem rendelkeznek membránnal határolt sejtmaggal. Ezek az ismert legősibb sejtes felépítést mutató szervezetek, és a legegyszerűbbek is; mivel az a rendkívül differenciált belső membránrendszer, amely az eukarióták sajátja és azok fejlett sejtszervecskéit alkotja, a prokariótákban csak nagyon kezdetleges módon található meg. A prokarióta név a görög prósz (előtt) és karyon (mag) szavak összetételével jött létre, jelentése tehát „sejtmag előtti”.

Nos, miért is fontos a génszabályozás? Az oka egyszerű. Az élőlénynek felesleges előállítania az életfunkcióihoz szükségtelen anyagokat. Ezek energiába és alapanyagba kerülnek. Ezen folyamatokat könnyen megérthetjük François Jacob és Jacques Monod által feltárt folyamat, a tejcukor-operon (továbbiakban: lac-operon) által. Ez a felfedezés 1965-ben Orvosi Nobel-díjat ért.

 

Ha E. coli baktérium glükózt tartalmazó táptalajban él, természetesen a glükóz-bontó enzimek aktívak, így képes a baktérium energia előállítására, más lebontó anyagcsere-út nincs jelen. Azonban, ha tápanyagként laktózt (tejcukor) biztosítunk, ezek az enzimek mit sem érnek. Ilyenkor szükség van laktóz-bontó enzimekre, minden hamar végbe megy, alkalmazkodik az élőlény. Ez az enzimindukció, azaz a környezet hatására meginduló új enzimek szintézise.

A lac-operon egy DNS szakaszt jelöl, mely egy promóter-régióból (a regulátor génnel), egy operátor-régióból (régió: olyan DNS-szakasz, mely nem határoz meg fehérjét, azaz hasznosuló RNS-t), és három strukturális génből épül fel. Ez a három struktúrgén a laktóz-katabolizmusban fontos enzimek génjei:

    • lac-Z, mely a β-galaktozidáz enzimet kódolja, ami a laktózt hasítja glükózra és galaktózra

    • lac-Y, mely a laktóz-permeázt kódolja, ami a laktóz felvételét segíti

    • lac-A, mely a β-galaktóz-transzacetilázt kódolja, aminek pontos funkciója még nem ismert

További fontos szabályozó elemek a laktóz-represszor fehérje (lac-represszor vagy

gátlófehérje), egy CAP-fehérje (catabolit activator protein, ami a fehérjéhez kötődve képes az indítórégióhoz kapcsolódni, meggörbíti a DNS-molekulát, aminkek eredményeként az RNS-polimeráz jobban kötődik, így gyorsabbá válik az RNS-szintézis) és a cAMP (ciklikus-adenozin-monofoszfát) molekulája. 

(Magyarázat: DNA-DNS; mRNA - hírvivő RNS; Regulatory gene - Regulátor gén, a gátló fehérjével (Protein); Promoter régió, RNS polimeráz, Operátor régió)

A folyamat a következő: ha nincs laktóz a rendszerben, azaz nem a laktóz az energiabiztosító molekula, a gátlófehérje bekapcsolódik az operátor régióba, emiatt az RNS-polimeráz nem képes a DNS-hez kötődni és azon végighaladni és a struktúrgének nem képesek laktóz-bontó enzimet szintetizálni. Felesleges is. Amint megjelenik a laktóz a baktérium környezetében, az bekapcsolódik a represszorfehérjébe, ami egy enzim, így gátlás alá kerül, ennek következtében nem képes bekapcsolódni az operátor régióba, ezáltal megindulhat a laktóz-bontó enzim szintetizálása. 

 

 

Add a Twitter-hez Add a Facebook-hoz Add a Startlaphoz Add az iWiW-hez Add a Google Reader-hez Add az RSS olvasódhoz
Oppenheim szólj hozzá

A bejegyzés trackback címe:

https://biokemia.blog.hu/api/trackback/id/tr351187604

Trackbackek, pingbackek:

Trackback: A laktóz-operon 2010.06.12. 15:46:14

A tejcukor-operon szerepe...

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.