LAC Operón Entdeckung und Funktion

Er Lac Operon Es ist eine Gruppe struktureller Gene, die die kodierende Funktion für Proteine ​​hat, die am Laktosestoffwechsel beteiligt sind. Sie sind Gene, die nacheinander im Genom fast aller Bakterien geordnet sind und mit besonderen Anstrengungen im "Modell" -Bakterium untersucht wurden Escherichia coli.

Das Lac Opeon war, dass das von Jacob und Monod 1961 verwendete Modell für die Aussage genetischer Anordnungen in Form eines Opeone. In ihren Arbeit.

General Opeon Schema. Teresiek. G3PRO -Bild abgeleitete Arbeit. Alejandro Portos spanische Übersetzung. [CC by (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]]

Bakterien, die in reichen Medien in Kohlenstoffverbindungen oder Zucker als Lactose wie Glucose und Galactose wachsen.

In Abwesenheit von Lactose ist der Operator dann "aus" und verhindert, dass die RNA -Polymerase das dem Lac Opeon entsprechende Gensegment transkribiert. Wenn die Zelle das Vorhandensein von Laktose "wahrnimmt", wird das Opeon aktiviert und diese Gene werden normalerweise transkribiert, was als "Zündung" des Operators bekannt ist.

Alle Operongene werden in ein einzelnes Messenger -RN übersetzt.

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Entdeckung

Die Theorie von Jacob und Monod entwickelte sich in einem Kontext, in dem nur sehr wenig über die Struktur von DNA bekannt war. Und es ist so, dass nur acht Jahre bevor Watson und Crick ihren Vorschlag zur Struktur von DNA und RNA gemacht hatten, sodass sich die Boten kaum gekannt haben.

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Jacob und Monod hatten in den 1950er Jahren bereits gezeigt, dass der bakterielle Lactose -Metabolismus durch zwei sehr spezifische Bedingungen genetisch reguliert wurde: das Vorhandensein und Fehlen von Laktose.

Beide Wissenschaftler hatten beobachtet, dass ein Protein mit ähnlichen Eigenschaften wie einem alosterischen Enzym in der Lage war, das Vorhandensein von Lactose in der Mitte nachzuweisen, und dass die Transkription von zwei Enzymen, sobald der Zucker nachgewiesen ist.

Heutzutage ist bekannt, dass die Permease -Übungen beim Transport von Laktose in die Zelle funktionieren und dass Galactosidase das Laktosemolekül in Glukose und Galactose "brechen" oder "schneiden" oder "schneiden" oder "dieses Disaccharid in seinem in seinem in seinem ausnutzen kann Bestandteile.

Nahe der 1960er Jahre war bereits festgestellt worden.

Operón Lac ist Teil des Bakteriumgenoms Escherichia coli. Quelle: Niaid [CC von 2.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by/2.0)] über Wikimedia Commons

Schließlich präsentierten Jacob und Monod 1961 ein genetisches Modell, das aus fünf genetischen Elementen bestand:

- Ein Promoter

- Ein Bediener und

- die Z -Gene und und zu.

Alle diese Segmente führen zu einer einzelnen Messenger -RNA und umfassen die wesentlichen Teile, um jeden Bakterienoperator in der Natur virtuell zu definieren.

Experimente und genetische Analyse

Jacob, Monod und seine Mitarbeiter haben viele Experimente mit Bakterienzellen durchgeführt, die Mutationen besaßen, die die Stämme metabolisieren konnten, Laktose nicht zu metabolisieren. Solche Stämme wurden mit dem Namen des Stammes und der entsprechenden Mutation identifiziert, die sie besaßen.

Auf diese Weise konnten die Forscher identifizieren, dass die Mutationen in den LacZ-Genen, die für β-Galactosidase codiert, und Lacy, die für die Permease-Lactose codiert, Bakterien des Lac-Typs erzeugt-, Das heißt, Bakterien können Laktose nicht metabolisieren.

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Aus der „genetischen Kartierung“ unter Verwendung von Restriktionsenzymen wurde der Ort der Gene in den verschiedenen Stämmen anschließend bestimmt, eine Tatsache, die feststellen konnte Gruppe benachbarter Gene.

Die Existenz eines anderen Proteins, das als repressives Protein bezeichnet wird und nicht unbedingt als "Teil" des Operators angesehen wird, wurde durch Mutationen eines Gens namens LACI aufgeklärt-. Dies kodiert für ein Protein, das an die Region „Operator“ im Operator bindet und die Transkription der Gene für β-Galactosidase und die Permease-Lactose vermeidet.

Es wird gesagt, dass dieses Protein nicht Teil der Gene ist, aus denen sich das Lac Opeon zusammensetzt.

Operon LAC-Betriebsschema (Quelle: Barbarossa bei niederländischen Wikipedia [CC BY-SA (http: // CreePecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/)] über Wikimedia Commons)

Die bakteriellen Stämme, die die Mutation Laci haben.

Viele dieser Beobachtungen wurden durch Übertragung der Laci+ und LacZ+ -Gen auf eine Bakterienzelle bestätigt, die nicht die von diesen Genen kodierten Proteine ​​in einem Laktosemedium produzierte.

Da die "transformierten" Bakterien auf diese Weise nur das β-Galactosidase-Enzym in Gegenwart von Lactose produzierten, bestätigte das Experiment, dass das Laci-Gen für die Regulation der Expression des Lac Opeon wichtig war.

Funktion

Das Lac Opeon reguliert die Transkription der Gene, die für Bakterien erforderlich sind, um Laktose als Kohlenstoffquelle zu assimilieren. Die Transkription dieser Gene tritt jedoch nur auf.

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In Bakterienzellen gibt es Mechanismen, die die Expression der lac -operativen Gene regulieren.

Die Metabolisierung dieser Zucker impliziert ihren Transport zum zellulären Innenraum und ihren hinteren Bruch oder Verarbeitung.

Laktose wird als alternative Energiequelle für Bakterien verwendet, die ihnen hilft, überleben zu.

Das Lac Opeon -Modell war das erste genetische System dieser Art, das aufgeklärt wurde und daher als Grundlage für die Beschreibung vieler anderer Operons im Genom verschiedener Arten von Mikroorganismen diente.

Mit der Untersuchung dieses Systems das Wissen über das Funktionieren von "Repressor" -Proteinen, die an DNA bindet. Fortschritte wurden auch im Verständnis der alestherischen Enzyme erzielt und wie sie selektiv wirken, wenn sie das oder das andere Substrat erkennen.

Ein weiterer wichtiger Fortschritt, der sich aus der Untersuchung des Lac Opeon ergab.

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