Оперон

Франсуа Жакоб и Жак Моно, работавшие во Франции, разработали концепцию оперона, объясняющую, каким образом бактериальная клетка регулирует биосинтез ферментов. За это исследование в 1965 г. они были удостоены Нобелевской премии. Оперон это группа структурных генов, расположенных вдоль одного фрагмента ДНК; он является единицей трансляции; экспрессия всех его генов согласована, поскольку они транскрибируются вместе с образованием одной молекулы мРНК.

Например, /ас-оперон Е. coli содержит ген р-галактозидазы и два других гена, продукты которых участвуют в метаболизме лактозы. Одновременная работа ферментов, закодированных всеми генами /яс-оперона, необходима, чтобы бактерия утилизировала лактозу. В каждой клетке, растущей на среде, содержащей лактозу, обнаруживается около 3000 молекул р- галактозидазы, что составляет около 3% всего клеточного белка.

В отсутствие лактозы не происходит экспрессии генов /яс-оперона, поскольку особый белок, называемый репрессором, блокирует ее. Репрессор связывается с ДНК в определенном месте, а именно между самими генами и областью присоединения РНК-полимеразы к ДНК. Когда в клетку поступает лактоза, она связывается с белком-репрессором, меняя его форму таким образом, что он теряет сродство к ДНК.

Это позволяет полимеразе беспрепятственно перемещаться вдоль ДНК, транскрибируя гены /яс-оперона, кодирующие ферменты. У эукариот не обнаружено оперонов, т. е. групп связанных генов, которые транскрибируются сообща с образованием одной молекулы мРНК, как у бактерий. Каждая цитоплазматическая мРНК эукариотической клетки несет информацию о синтезе только одного белка. Однако у растений встречаются системы регуляции. Мутации, проявляющиеся в неограниченном образовании групп ферментов, были обнаружены у кукурузы (Zea mays) и ослинника {Oenothera).

_{П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна}

AOF | 18.11.2020 16:53:40