Регуляция работы генов у прокариот
Схема регуляции транскрипции у прокариот была предложена Ф. Жакобом и Ж. Моно в 1961 г. на примере лактозного оперона. Группа структурных генов, управляемая одним геном-оператором, образует о п е р о н. В состав оперона входит также небольшой участок ДНК— промотор — место первичного прикрепления РНК-полимеразы (фермента, катализирующего реакции ДНК-зависимого синтеза и-РНК) и инициатор— определенная последовательность нуклеотидов, с которой начинается транскрипция. Ген-оператор включает и выключает структурные гены при считывании информации, следовательно, они активны непостоянно. В конце структурных генов имеется терминатор транскрипции (определенная последовательность нуклеотидов, отсоединяющая РНК-полимеразу от ДНК). Ген-регулятор, находящийся обычно на некотором расстоянии от оперона, постоянно активен, и на основе его информации синтезируется особый белок-репрессор.
Рис.6Схема регуляции транскрипции у прокариот (оперон не "работает")
Последний обладает способностью блокировать ген-опера-тор, вступая с ним в химическое взаимодействие, и тогда считывания информации со структурных генов не происходит, т. е. оперон "не работает" (рис. 6).
Если в клетку поступает индуктор (вещество, которое расщепляется под действием ферментов, закодированных в данном опероне), то он связывает белок-репрессор (образует с ним химическое соединение), освобождая ген-оператор. РНК-полиме-раза разрывает связи между двумя цепочками ДНК оперона, начиная с промотора, и по принципу компле-ментарности (порядок нуклеотидов) информация с кодирующей цепочки структурных генов переписывается на и-РНК. Затем и-РНК идет в рибосомы, где синтезируются ферменты, разлагающие индуктор (рис. 7).
Рис. 7. Схема регуляции транскрипции у прокариот (оперон "работает")
Отметим, что и-РНК имеет инициирующие и терминирующие кодоны трансляции в начале и в конце участков, соответствующих структурным генам. Когда разрушены последние молекулы индуктора, освобождается белок-репрессор, который снова блокирует ген-оператор. Работа оперона прекращается, а при поступлении индуктора опять возобновляется. Для каждого оперона имеется свой специфический индуктор. Например, для лактозного оперона индуктором является лактоза, для фруктозного – фруктоза и т. д.
У прокариот процессы транскрипции и трансляции могут протекать одновременно, т. е. цепь и-РНК еще продолжаете синтезироваться, а к ее концу уже присоединяются рибосомы и начинается синтез полипептидов.