Penemuan dan fungsi operas

Dia LAC Operon Ini adalah kelompok gen struktural yang memiliki fungsi pengkodean untuk protein yang terlibat dalam metabolisme laktosa. Mereka adalah gen yang diperintahkan secara berurutan dalam genom hampir semua bakteri dan telah dipelajari dengan upaya khusus dalam bakteri "model" Escherichia coli.

Lac Opeon adalah bahwa model yang digunakan oleh Jacob dan Monod pada tahun 1961 untuk proposisi pengaturan genetik dalam bentuk opeone. Dalam karya mereka, para penulis ini menggambarkan bagaimana ekspresi satu atau lebih gen dapat "terang" atau "keluar" sebagai hasil dari keberadaan molekul (laktosa, misalnya) dalam media pertumbuhan.

Skema Opeon Umum. Tereseik. G3Pro Image Turunkan Pekerjaan. Terjemahan Spanyol Alejandro Porto. [Cc by (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Bakteri yang tumbuh dalam media kaya dalam senyawa karbon atau gula selain laktosa, seperti glukosa dan galaktosa, memiliki jumlah protein yang sangat rendah yang diperlukan untuk metabolisasi laktosa.

Kemudian, dengan tidak adanya laktosa, operator "mati", mencegah RNA polimerase dari menyalin segmen gen yang sesuai dengan lac opeon. Ketika sel "merasakan" keberadaan laktosa, opeone diaktifkan dan gen -gen ini biasanya ditranskripsi, yang dikenal sebagai "pengapian" operator.

Semua gen operon diterjemahkan ke dalam molekul tunggal RN Messenger.

[TOC]

Penemuan

Teori Jacob dan Monod dikembangkan dalam konteks di mana sangat sedikit yang diketahui tentang struktur DNA. Dan hanya delapan tahun sebelum Watson dan Crick telah membuat proposal mereka tentang struktur DNA dan RNA, sehingga para utusan hampir tidak saling kenal.

Dapat melayani Anda: mesénquima

Jacob dan Monod pada 1950 -an telah menunjukkan bahwa metabolisme laktosa bakteri diatur secara genetik oleh dua kondisi yang sangat spesifik: ada dan tidak adanya laktosa.

Kedua ilmuwan telah mengamati bahwa protein dengan karakteristik yang sama dengan enzim alosterik mampu mendeteksi keberadaan laktosa di tengah dan, bahwa begitu gula terdeteksi, transkripsi dua enzim distimulasi: laktosa permease dan galaktosidase lain.

Saat ini diketahui bahwa latihan permease berfungsi dalam pengangkutan laktosa ke dalam sel dan bahwa galaktosidase diperlukan untuk "memecahkan" atau "memotong" molekul laktosa dalam glukosa dan galaktosa, sehingga sel dapat memanfaatkan disakarida ini dalamnya Bagian Konstituen.

Menjelang tahun 1960 -an sudah ditentukan bahwa permeasa dan laktosa galaktosidase dikodifikasi oleh dua urutan genetik yang berdekatan, wilayah Z dan wilayah dan, masing -masing.

Operón lac adalah bagian dari genom bakteri Escherichia coli. Sumber: niaid [cc by 2.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/2.0)], melalui Wikimedia Commons

Akhirnya, pada tahun 1961, Jacob dan Monod menyajikan model genetik yang terdiri dari lima elemen genetik:

- Seorang promotor

- Seorang operator dan

- gen z, dan untuk.

Semua segmen ini diterjemahkan menjadi RNA messenger tunggal dan termasuk bagian -bagian penting untuk secara virtual mendefinisikan operator bakteri di alam.

Eksperimen dan analisis genetik

Jacob, Monod dan kolaboratornya melakukan banyak percobaan dengan sel bakteri yang memiliki mutasi yang membuat strain tidak dapat memetabolisme laktosa. Strain seperti itu diidentifikasi dengan nama strain dan mutasi yang sesuai yang mereka miliki.

Dengan cara ini para peneliti dapat mengidentifikasi bahwa mutasi pada gen LacZ, yang mengkodekan β-galactosidase, dan Lacy, yang mengkodekan laktosa permease, menghasilkan bakteri dari jenis LAC-, yaitu, bakteri tidak dapat memetabolisme laktosa.

Itu bisa melayani Anda: di sekitar Donax

Dari "pemetaan genetik" menggunakan enzim restriksi, lokasi gen dalam strain yang berbeda kemudian ditentukan, sebuah fakta yang memungkinkan untuk menetapkan bahwa tiga gen LacZ, Lacy dan LACA ditemukan (dalam urutan itu) dalam kromosom bakteri dalam a Kelompok gen yang berdekatan.

Keberadaan protein lain, yang disebut protein represif, yang tidak selalu dianggap sebagai "bagian" operator, dijelaskan melalui mutasi gen yang disebut Laci-. Ini mengkodekan protein yang berikatan dengan wilayah "operator" di operator dan menghindari transkripsi gen untuk β-galactosidase dan laktosa permease.

Dikatakan bahwa protein ini bukan bagian dari gen yang membentuk Lac Opeon, karena mereka sebenarnya berada "hulu" dari yang terakhir dan ditranskripsi dalam berbagai messengers RNA.

Skema Operasi Lac Operon (Sumber: Barbarossa di Wikipedia Belanda [CC BY-SA (http: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/)] Via Wikimedia Commons)

Strain bakteri yang memiliki mutasi mengekspresikan "secara konstitutif" lacz, lcy dan lacque.

Banyak dari pengamatan ini dikuatkan dengan transfer gen LACI+ dan LACZ+ ke sel bakteri yang tidak menghasilkan protein yang dikodekan oleh gen -gen ini dalam medium laktosa.

Karena bakteri "yang ditransformasikan" dengan cara ini hanya menghasilkan enzim β-galaktosidase di hadapan laktosa, percobaan mengkonfirmasi bahwa gen LACI penting untuk regulasi ekspresi LAC OPEON LAC OPEON.

Fungsi

LAC OPEON mengatur transkripsi gen yang diperlukan bagi bakteri untuk mengasimilasi laktosa sebagai sumber karbon dan energi. Namun, transkripsi gen -gen ini hanya terjadi ketika sumber energi utama sesuai dengan karbohidrat galaktosida.

Dapat melayani Anda: pernapasan trakea

Dalam sel bakteri ada mekanisme yang mengatur ekspresi gen pengoperasian lac ketika mereka berada di hadapan glukosa atau gula "mudah" lainnya untuk dimetabolisme.

Metabolisasi gula -gula ini menyiratkan transportasi mereka ke interior seluler dan pecahnya atau pemrosesan belakangnya.

Laktosa digunakan sebagai sumber energi alternatif untuk bakteri, membantu mereka bertahan hidup bahkan setelah sumber energi lainnya habis seperti glukosa.

Model Lac Opeon adalah sistem genetik pertama dari jenis ini yang dijelaskan dan, oleh karena itu, berfungsi sebagai dasar untuk menggambarkan banyak operon lain dalam genom dari berbagai jenis mikroorganisme.

Dengan studi tentang sistem ini, pengetahuan tentang fungsi protein "penekan" yang berikatan dengan DNA. Kemajuan juga dibuat dalam pemahaman enzim alesterical dan bagaimana mereka bertindak secara selektif ketika mengenali satu atau yang lain substrat lainnya.

Kemajuan penting lainnya yang muncul dari studi tentang lac -opeon adalah pembentukan fungsi penting yang dimainkan oleh para utusan ARNS untuk menerjemahkan instruksi yang ditemukan dalam DNA dan juga sebagai langkah sebelum sintesis protein.

Referensi

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
2. Hartwell, l., Goldberg, m. L., Fischer, J. KE., Hood, l. DAN., & Aquadro, c. F. (2008). Genetika: dari gen genom (pp. 978-0073227382). New York: McGraw-Hill.
3. Lewis, m. (2013). Alostery dan operon lac. Jurnal Biologi Molekuler, 425(13), 2309-2316.
4. Müller-Hill, b., & Oehler, s. (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Operon LAC (PP. 66-67). New York :: Walter de Gruyter.
5. Parker, J. (2001). LAC Operon.
6. Yildirim, n., & Kazanci, C. (2011). Simulasi dan analisis deterministik dan stokartik dari jaringan reaksi biokimia: contoh laktosa opeon contoh. Dalam Metode dalam Enzimologi (Vol. 487, hlm. 371-395). Pers Akademik.