Презентация, доклад на тему Генны и ферменты. Оперонные системы

категории
ГБПОУ ДЗМ «МК №5» ОП № 1 Полешко И.В.

в метаболизме лактозы
Негативная регуляция транскрипции l ac-оперона
Позитивная регуляция транскрипции l ac-оперона
Схема позитивной регуляции транскрипции лактозного оперона
Транскрипция
Вывод

от ДНК к белку у всех организмов является контроль на уровне транскрипции.
Регуляция транскрипции у прокариот обычно охватывает группу генов, кодирующих функционально родственные белки, участвующие в осуществлении связанных между собой химических превращений в клетке. Такими белками обычно являются ферменты. Группа согласовано регулируемых генов, кодирующих эти ферменты, называется опероном.

структурные (конститутивные) и функциональные (индуцибельные).
Конститутивные гены постоянно включены: они функционируют на всех стадиях онтогенеза и во всех тканях. К конститутивным относятся гены, кодирующие тРНК, рРНК, ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы, белки-гистоны, белки рибосом и т.д. Это гены без которых клетки не могут существовать.
Индуцибельные гены функционируют в разных тканях на определенных этапах онтогенеза, они могут включаться и выключаться, их активность может регулироваться по принципу «больше или меньше». Это тканеспецифичные гены, которые часто являются несущественными. Включение индуцибельных генов называется индукцией, а выключение – репрессией. Регуляцию активности генов производят молекулярно-генетические системы управления.

группы белков, которые участвуют в одной цепи биохимических преобразований. К наиболее хорошо изученным оперонам бактерий относят:
Лактозный (lac)-оперон
Галактозный (gal)-оперон
Триптофановый (trp)-оперон
Рассмотрим механизмы регуляции активности генов на примере лактозного оперона кишечной палочки.

состав других оперонов может входить до 10 структурных генов.)
Промотор – место присоединения РНК- полимеразы.
Оператор – участок оперона, к которому присоединяются белки-репрессоры или активаторы транскрипции.
Структурные гены – гены кодирующие ферменты, участвующие в метаболизме лактозы.
Терминатор служит для отсоединения РНК-полимеразы после окончания синтеза иРНК, соответствующей ферментам Z, Y, А, необходимым для усвоения лактозы.

5ʹ- последовательность

Точка терминации транскрипции

3ʹ

5ʹ

5ʹ

3ʹ

A

Кодирует фермент β-галактозидазу, расщепляющий β-галактозиды, в частности лактозу , с образованием моносахарида – глюкозы.

Кодирует β-галактозидтрансферазу (пермеазу), фермент необходимый для проникновения β-галактозидов через клеточную мембрану.

Кодирует фермент β-галактозидтрансацетилазу, функциональная роль которого до конца не выяснена.

Сам lac-репрессор является продуктом экспрессии соответствующего гена (i-гена) и содержится у E. coli в количестве не более 10 молекул на 1 клетку. Активная форма lac-репрессора представляет собой гомотетрамер, который связывается с зоной оператора и блокирует действие РНК-полимеразы. Такая негативная регуляция транскрипции наблюдается при достаточной концентрации глюкозы в клетке и в отсутствии избытка лактозы.

репрессора с образованием репрессор-индукторного комплекса, в котором индуктор (лактоза) выступает в роли аллостерического регулятора, изменяющего конформацию белка- репрессора, что ведёт к инактивации последнего. У инактивированного репрессора резко снижается сродство к зоне оператора, в результате чего репрессор отсоединяется от промотора, открывая «вход» для РНК-полимеразы. Вслед за этим начинается транскрипция оперона, а затем и синтез ферментов, метаболизирующих лактозу.

оператором

Глюкоза + галактоза

β - галактозидаза

фермент

Схема позитивной регуляции транскрипции лактозного оперона

репрессор

Рассмотрим механизм регуляции
синтеза белка на примере
работы лактозного оперона
молочнокислых бактерий

и факторов внешней среды (наличие или отсутствие индуктора)

Процесс расщепления лактозы происходит в ходе взаимодействия генов, входящих в оперон и гена регулятора.