Operon laktozowyPromotory   | Transkrypcja  |  Strona główna | Białka i ich funkcje | Kontakt
 
Operon laktozowy
Promotory
Transkrypcja
Strona główna
Białka i ich funkcje

 

 

 

 
Operon arabinozowy



Różne formy tego samego białka aktywują lub blokują transkrypcję operonu arabinozowego.
Bakteria może korzystać z arabinozy jako źródła energii przekształcając ją w
ksylulozo-5-fosforan, który z kolei ulega przekształceniu w intermediaty glikolizy. Ksylulozo-5-fosforan powstaje z arabinozy w wyniku kolejnego działania izomerazy arabinozowej, rybulokinazy i epimerazy rybulozo-5-fosforanowej. Enzymy te są kodowane odpowiednio przez geny araA, araB, araD, należące do operonu arabinozowego. Operon ten również zawiera gen białka regulatorowego C (araC), dwa miejsca operatowe (araO1, araO2), miejsce wiązania dla CAP oraz inne miejsca regulatorowe araI.
Operon arabinozowy, tak jak inne indukowane operony kataboliczne, podlega podwójnej kontroli. Do wydajnej transkrypcji konieczne są dwa sygnały:
kompleks cAMP z CAP, oraz arabinoza związana z białkiem C. To ostatnie jest również negatywnym regulatorem genu araC. Transkrypcja araC, która zachodzi w kierunku przeciwnym do transkrypcji araBAD, jest kontrolowana przez miejsce operatorowe, O1, a nie przez O2. Synteza mRNA białka C zachodzi gdy stężenie tego białka i kompleksu cAMP-CAP jest małe. Kiedy natomiast jest dużo białka C i nie ma cAMP-CAP, transkrypcja genu białka C jest zahamowana, ponieważ białko C wiąże się z araO1. synteza białka C podlega autoregulacji. Przyłączenie drugiej cząsteczki białka C do araO2 blokuję syntezę mRNA BAD przez utworzenie pętli DNA i związanie się z araI, które to miejsce sąsiaduje z promotorem genów araBAD. Wypętlanie zapobiega przyłączeniu polimerazy RNA.

Pętla DNA nie tworzy się kiedy jest dużo kompleksu cAMP-CAP i arabinoza wiąże się z białkiem C zmieniając jego konformację. Obecność tych pozytywnych czynników regulatorowych umożliwia polimerazie RNA przyłączenie się do promotora genów BAD i ich transkrypcją. W tej sytuacji mRNA białka C nie powstaje ponieważ araO1 jest zajęte przez białko C.
Operon arabinozowy ilustruje kilka zasadniczych cech regulacji genów.
Po pierwsze białko może samo regulować własną syntezę przez represję transkrypcji własnego genu. Po drugie wiązanie cząsteczki sygnałowej do białka może przekształcić białko w inhibitora transkrypcji w aktywator. Odmienne formy tego samego białka wiążą się do różnych miejsc regulatorowych w DNA. Po trzecie miejsca wiążące białka regulatorowe w DNA nie muszą sąsiadować z kontrolowanymi przez nie genami. Operon arabinozowy dostarcza przykłady modulowania transkrypcji w miejscach znajdujących się w pewnej odległości od transkrybowanego genu. DNA może być "zapętlony" przez związanie białka lub kompleksu białkowego z miejscami DNA, które ze sobą nie sąsiadują. Wypętlanie DNA często występuję w regulacji genów, szczególnie u eukariotów. Po czwarte zmiany indukowane przez cząsteczkę sygnałową są łatwo odwracalne. System odpowiada ciągle i szybko na zmiany stężenia metabolitów.