Arabinóz operon

Az  arabinóz operon egy bakteriális operon , amely az arabinóz metabolizmusához szükséges fehérjéket kódol . Pozitív és negatív kontroll alatt is áll: az operon expresszióját a szubsztrát, azaz az arabinóz serkenti, de glükóz jelenlétében a táptalajban az expressziója elnyomódik. Az arabinóz operon három szerkezeti gént tartalmaz : araB , araA és araD , valamint a szerkezeti génekhez kapcsolódó araC szabályozó gént és szabályozó régiókat [1] . Az arabinóz operont E. coliban ( Escherichia coli ) fedezték fel és tanulmányozták az 1970-es években [2] .

Szerkezet és függvények

Az arabinóz gén négy gént tartalmaz: az araB, araA és araD szerkezeti géneket , valamint az araC gént , amely egy szabályozó fehérjét kódol. Ezenkívül az operon szabályozó régiókat is tartalmaz: araO 1 , araO 2 operátorrégiókat és araI 1 , araI 2 iniciátorrégiókat [3] . Az arabinóz operonnak van egy CAP[en] cAMP kötőhelye is , aminek köszönhetően operon expressziója aktiválódik, amikor a glükóz kimerül. Az araC és araB , araA , araD külön promóterrel rendelkeznek , és ellentétes irányba íródnak át.

Az araA gén egy arabinóz izomerázt kódol , amely katalizálja az arabinóz ribulózzá történő izomerizációját . Az araB a ribulokinázt kódolja , amely katalizálja a ribulóz foszforilációját, és így ribulóz-5-foszfátot képez . Az araD a ribulóz-5-foszfát-4-epimerázt kódolja , amely katalizálja a ribulóz-5-foszfát epimerizációját xilulóz-5-foszfáttá . A ribulóz-5-foszfát és a xilulóz-5-foszfát a pentóz-foszfát-út metabolitjai , amely összeköti az öt- és hat-széntartalmú cukrok katabolizmusát [4] .

rendelet

Az arabinóz operon szabályozásának számos módja van. Először is, a katabolitrepresszor CAP cAMP-vel komplexben az operon egy szabályozó helyéhez kötődik, aktiválva annak expresszióját glükózhiány alatt (a cAMP felhalmozódik glükóz hiányában) [5] .

Másodszor, az arabinóz operont az AraC fehérje szabályozza. Negatívan szabályozza saját szintézisét azáltal, hogy az O1-hez kötődik, és megakadályozza , hogy az RNS-polimeráz kötődjön a saját promóteréhez, és arabinóz hiányában represszorként működik [6] .

Amikor az arabinóz megjelenik a tápközegben, az AraC-hez kötődik, és represszorból pozitív szabályozóvá alakítja, amely aktiválja az operon transzkripciót [7] .

Kimutatták, hogy represszor állapotban az AraC dimerek kölcsönhatásba lépnek egymással, O2-vel és I1-gyel, és a represszióhoz fehérje-fehérje kölcsönhatások szükségesek a dimerek között, aminek következtében hurok képződik a DNS -ben . Ha az O2-t és az iniciátor helyeket mesterségesen távolítják el egymástól, akkor az AraC dimerek közötti fehérje-fehérje kölcsönhatások lehetetlennek bizonyulnak, és nem lép fel operonrepresszió. Amikor az AraC arabinózhoz kötődik, indukálóvá válik, és kölcsönhatásba lép az O1-vel és az iniciátor helyekkel. Represszor és induktor állapotban az AraC különböző iniciátor helyekkel lép kölcsönhatásba [7] .

Jegyzetek

1. ↑ Mironova, Padkina, Sambuk, 2017 , p. 42.
2. ↑ Watson, James D. A gén molekuláris biológiája  . - 6. kiadás - Harlow: Addison-Wesley , 2008. - P. 634-635. — ISBN 9780321507815 .
3. ↑ Schleif Robert , Lis John T. Az l-arabinóz operon szabályozó régiója: fizikai, genetikai és fiziológiai vizsgálat  //  Journal of Molecular Biology. - 1975. - július ( 95. köt. , 3. sz.). - P. 417-431 . — ISSN 0022-2836 . - doi : 10.1016/0022-2836(75)90200-4 .
4. ↑ Schleif Robert. AraC protein: A szeretet-gyűlölet kapcsolat  (angolul)  // BioEssays. - 2003. - február 20. ( 25. évf. , 3. sz.). - P. 274-282 . — ISSN 0265-9247 . doi : 10.1002 / bies.10237 .
5. ↑ Ogden S. , Haggerty D. , Stoner CM , Kolodrubetz D. , Schleif R. Az Escherichia coli L-arabinóz operon: a szabályozó fehérjék kötőhelyei és a pozitív és negatív szabályozás mechanizmusa.  (angol)  // Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye. - 1980. - június ( 77. köt. , 6. sz.). - P. 3346-3350 . — PMID 6251457 .
6. ↑ Lee NL , Gielow WO , Wallace RG Az araC autoreguláció mechanizmusa és két egymást átfedő promoter, a Pc és a PBAD doménje az Escherichia coli L-arabinóz szabályozó régiójában.  (angol)  // Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye. - 1981. - február ( 78. évf. , 2. sz.). - P. 752-756 . — PMID 6262769 .
7. ↑ 1 2 Mironova, Padkina, Sambuk, 2017 , p. 42-44.

Irodalom

• Mironova L. N., Padkina M. V., Sambuk E. V. RNS: szintézis és funkciók. - Szentpétervár. : Ökovektor, 2017. - 287 p. - ISBN 978-5-906648-29-7 .