Генны и ферменты. Оперон

• 1 слайд

  Оперон
  ГПБОУ ДЗМ «МК №5» ОП № 1
  Преподаватель высшей квалификационной категории
  Полешко Ирина Васильевна
  Генетика человека с основами медицинской генетики
  
  Гены и ферменты
  

• 2 слайд

  Оперон, группа функционально связанных между собой генов, детерминирующих синтез белков-ферментов, относящихся к последовательным этапам какого-либо биохимического процесса. Концепция оперона как часть теории генетической организации и регуляции выдвинута в 1961 французским учёными Ф. Жакобом и Ж. Моно на основе экспериментальных работ по синтезу индуцируемых ферментов у мутантов кишечной палочки. Регуляторная функция оперона осуществляется на стадии транскрипции, т. е. при образовании информационной, или матричной, рибонуклеиновой кислоты (м-РНК) на соответствующем участке дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
  

• 3 слайд

  Схема регуляции биосинтеза белков-ферментов в соответствии с концепцией оперона. Эффекторы могут cнижать или увеличивать сродство репрессора к оператору, влияя тем самым на скорость синтеза м-РНК и белка. П – промотор; Т – терминатор.
  

• 4 слайд

  В начале оперона обычно локализован промотор– инициирующий транскрипцию участок ДНК, с которым специфически связывается фермент РНК- полимераза, осуществляющая транскрипцию
  

• 5 слайд

  За промотором расположен оператор – участок ДНК, с которым взаимодействует регуляторный белок – репрессор. Остальную часть оперона составляют структурные гены, содержащие информацию о последовательности аминокислот в полипептидных цепях белков. Репрессоры синтезируются под контролем генов-регуляторов, необязательно входящих в данный оперон. Взаимодействуя с оператором, репрессор влияет на скорость транскрипции структурных генов. Репрессор, с одной стороны, способен «узнавать» последовательность оснований ДНК оператора, с другой – взаимодействовать с низкомолекулярными веществами – эффекторами, являющимися чаще всего субстратами или продуктами действия ферментов, определяемых данным опероном.
  

• 6 слайд

   Эффекторы резко меняют сродство репрессора к оператору; некоторые его снижают, другие повышают. Когда репрессор связан с оператором, он препятствует движению РНК- полимеразы вдоль оперона, и синтез м -РНК тормозится, «выключается». Отделение репрессора от оператора приводит к «включению» оперона. Т. о., оператор определяет активность оперона в целом. Описанная регуляция называется негативной, или отрицательной. Существует и позитивная, или положительная, регуляция, осуществляемая белком-активатором, который, присоединяясь к начальной части оперона (перед промотором), активирует транскрипцию оперона.
  

• 7 слайд

   Конец оперон – последовательность нуклеотидов, с которыми связан специфический белок – т.н. терминатор, прерывающий синтез РНК. Полагают, что в клетках высших организмов сохраняются основные черты описанных механизмов регуляции.
  

• 8 слайд

   Концепция оперона оказалась весьма плодотворной для развития молекулярной генетики и в дальнейшем была подтверждена многими исследователями с использованием как генетических, так и биохимических подходов.
  

• 9 слайд

  Из представлений об опероне следует, что активность гена в клетке упорядочена и зависит как от внешних условий, так и от деятельности др. генов; они также позволяют понять, каким образом генетический аппарат клетки адекватно реагирует на изменение внешних условий.