Curs.II.1

8/13/2019 Curs.II.1

1/24

Reglarea activitii genelor

Genele reprezint unitile funcionale ale genomului.

Activitatea genelor poate fi reglat la orice nivel de la ADN la proteine.

Elementele reglatoare pot fi:

Secvene de ADN care nu se transcriu n ARN darinflueneaz e primarea genelor!

"roteine care se leag de ADN #i care funcie de structuralor pot fi grupate n mai multe clase.

8/13/2019 Curs.II.1

2/24

Reglarea activitii genelor

8/13/2019 Curs.II.1

3/24

$ediul n care %acteriile triesc #i se reproduc nu esteconstant.

"rin procese evolutive au aprut #i s&au dezvoltatmecanisme ce compenseaz modificrile am%ientale'permi(nd %acteriilor s supravieuiasc ntr&o varietatede medii.

)na din cile prin care un organism se poate adapta laun nou mediu de via este modificarea activitii genelorastfel nc(t s se sintetizeze produ#i adecvai noilorcondiii.

Reglarea activitii genelor la bacterii

8/13/2019 Curs.II.1

4/24

8/13/2019 Curs.II.1

5/24


8/13/2019 Curs.II.1

6/24

"rin legarea proteinelor reglatoare se poate' fie activa' fie%loca transcrierea.


8/13/2019 Curs.II.1

7/24

E ist dou tipuri principale de control la nivelultransacrierii:

Control pozitiv &proteina reglatoare +activatorul, seleag de ADN iniiind transcrierea!Control negativ -proteina reglatoare +represorul, seleag de ADN %loc(nd transcrierea.

)nii operoni sunt inductibili - n mod normaltranscrierea este %locat #i tre%uie pornit.

Ali operoni sunt represibili & n mod normaltranscrierea este pornit #i tre%uie %locat.


8/13/2019 Curs.II.1

8/24

Operon represibil control negativ


8/13/2019 Curs.II.1

9/24

Operon inductibil


8/13/2019 Curs.II.1

10/24

Operoni inductibili

Genele a cror e primare apare numai c(nd n mediuptrunde o su%stan numitinductor +e . alolactoza, senumesc inductibile.

E. coli este capa%il s creasc pe un mediu simplu ceconine sruri #i o surs de car%on precum glucoza.

Energia necesar pentru cre#tere #i diviziunea %acterieiprovine din meta%olismul glucozei.

Enzimele necesare meta%olismului glucozei sunt codificate degene constitutive.

(nd n loc de glucoz' lactoza este disponi%il ca surs decar%on' %acteria va sintetiza rapid enzime necesare meta%olizrii acestui glucid.


8/13/2019 Curs.II.1

11/24

Enzimele vor fi sintetizate deoarece genele care lecodific vor fi transcrise #i traduse n prezenaalolactozei.

/peronul lac la E. coli controleaz transcrierea a 0 gene

implicate n meta%olismul 1actozei:lacZ - codific 2&galacozidaza care determinizomerizarea lactozei n alolactoz dar #i scindareaacesteia n glucoz #i galactoz!

lacY - codific permeaza necesar pentru transportullactozei din mediu de cre#tere n celul!

lacA - codific tiogalactozid transacetilaza.


8/13/2019 Curs.II.1

12/24

/peronul lac este inducti%il: o gen reglatoare produceun represor care se leag de operator %loc(ndtranscrierea unor gene structurale.


8/13/2019 Curs.II.1

13/24

"rezena alolactozei inactiveaz represorul permi(ndtranscrierea genelor structurale ale operonuluilac.


8/13/2019 Curs.II.1

14/24

n concluzie la operonullac proteina represoare mpiedectranscrierea genelor structurale prin legarea sa de operatorc(nd inductorul nu este prezent.

Represorul e ercit un efect negativ asupra e primriigenelor structurale motiv pentru care despre acest operonse spune c este su% control negativ +regla3 negativ,.

S&a constatat ins c c e ist #i un sistem de regla3 pozitival operonuluilac .

Acest sistem de regla3 pozitiv asigur e primarea genelorstructurale numai dac lactoza este singura surs de car%ondar nu #i n situaia n care glucoza este #i ea prezent.


8/13/2019 Curs.II.1

15/24

Operoni represibili

A#a cum glucoza poate lipsi din mediu de cre#tere a%acteriilor' este posi%il ca #i unii aminoacizi necesar

sintezelor proteice s lipseasc.

Dac un aminoacid lise#te' %acteria posed operonicapa%ili s sintetizeze acel aminoacid pentru a putea

cre#te #i a se putea reproduce.

4iecare pas n cile de %iosintez a aminoacizilor estecatalizat de o enzim specific' codificat de o gen

specific.


8/13/2019 Curs.II.1

16/24

(nd toi cei 56 de aminoacizi sunt prezeni' genele carecodific enzimele necesare sintezei lor' sunt inactivetranscripional.

(nd un aminoacid lipse#te' transcrierea genelor cecodific enzimele necesare sintezei lui va fi activat.

Spre deose%ire de operonul lac n care activitateagenelor este declan#at c(nd n mediu apare inductorul' n sistemul represi%il' activitatea genelor este represtc(nd n mediu apare o molecul numit corepresor.

Astfel de operoni se numescrepresibili .


8/13/2019 Curs.II.1

17/24

)n astfel de operon este trp care controleaz sinteza aminoacidului

triptofan laE. coli .


8/13/2019 Curs.II.1

18/24

*ntr&un operon represi%il' transcrierea genelor este activa #itre%uie represat.

Represarea se realizeaz prin legarea triptofanului de represor

care astfel devine activ.

Represorul activ se leag de secvena operatoare mpiedec(nd ARN polimeraza s transcrie genele structurale.

)n alt mecanism de reglare al operonuluitrp este atenuarea .

*n atenuare' transcrierea este iniiat dar este terminat

prematur.


8/13/2019 Curs.II.1

19/24

Reglajul pozitiv i negativ la operonul arabinozei

1a procariote' regla3ul la nivelul transcrierii' nu este adesea' purpozitiv sau pur negatv.

*n multe cazuri par a fi suprapuse sau mi ate diferite aspecteale regla3elor pozitiv #i negativ' n diferite moduri.

/peronul ara%inozei reprezint un astfel de e emplu n care osingur protein reglatoare ce se leag de ADN poatefunciona at(t ca represor c(t #i ca activator.


8/13/2019 Curs.II.1

20/24

*n prezena ara%inozei' proteina Ara se leag deregiunea araI.omple ul A"&cA$" se leag de un situs adiacentregiunii araI .

Aceast legare stimuleaz transcrierea genelor araB 'araA #iaraD .


8/13/2019 Curs.II.1

21/24

8/13/2019 Curs.II.1

22/24

ARN antisens i reglajul genetic la procariote/ molecul de ARN antisens este complementar uneisecvene dintr&o molecul de ARN sau ADN.

*n celula %acterian ea poate in7i%a traducerea ARNm prinlegarea de o secven din regiunea 89 ) R a ARNm mpidec(nd legarea ARNm de ri%ozom.

1a E. coli dou gene' ompF #i ompC, produc proteine ce intr n structura mem%ranei e terne #i funcioneaz ca pori dedifuziune permi(nd %acteriei s se adapteze la osmolaritateae tern.

*n cea mai mare parte a condiiilor cele dou gene sunt

transcrise #i traduse.


8/13/2019 Curs.II.1

23/24

(nd osmolaritatea mediului cre#te' o genreglatoare numitmicF este activat' transcris #i ARNm pentru ea va aprea n citoplasm.

ARN&ul pentru genamicF este de fapt un ARN antisensce se leag pe %az de complementaritate de osecven din regiunea 89 ) R a ARNm pentru genaompF, mpiedec(nd legarea acestuia de ri%ozom.


ARN antisens i reglajul genetic la procariote

8/13/2019 Curs.II.1

24/24

ARN antisens i reglajul genetic la procarioteReglarea activitii genelor la bacterii

Curs.II.1

Documents

Transcript of Curs.II.1