Vypracovane-otazky-ke-zkousce

2) stabilitou mRNA

3) regulací translace

4) posttranslační modifikací polypeptidů

• adaptivní enzymy katabolických reakcí jsou produkovány jen tehdy, že v prostředí bakterie je substrát, který mohou štěpit

• přítomnost substrátu indukuje zpravidla tvorbu několika proteinů, které substrát aktivně přenášejí přes buněčnou membránu a štěpí

• ⇒ enzymy, které se na této reakci podílejí → induktivní enzymy, geny, které je kódují → induktivní geny, tento typ regulace → indukce

• bakterie jsou schopné syntetizovat většinu organických látek, které potřebují

• produkovat nadbytek látek by však bylo neefektivní → proto vznikla zpětná vazba, která umožňuje potlačení transkripce genů pro enzymy, pokud produkty jimi katalyzovaných reakcí jsou přítomné v dostatečném množství → tento mechanizmus je označován jako represe, aktivace těchto genů jako dereprese

• tento mechanizmus je typický pro regulaci anabolických reakcí

Operonový model regulace transkripce

• mechanismus regulace transkripce u prokaryot popsali F. Jacob a J. Monod v r. 1961, studovali mutace lac operonu u E. coli

• dva regulační prvky transkripce: regulátor či regulační gen → kóduje protein zvaný represor

operátor → na něj se represor váže

• jednotkou regulace funkce genů, tvořenou promotorem, operátorem a strukturními geny, je operon

INDUKTIVNÍ OPERONOVÝ SYSTÉM

• typický pro regulaci transkripce genů kódujících katabolické enzymy

• regulační gen je transkribován konstitučně (trvale) a translací z něj vzniká protein = represor

• represor se váže na operátor příslušného operonu → to brání navázání RNA polymerasy na promotor a zahájení transkripce strukturních genů

• pokud je v prostředí látka, kterou mohou enzymy strukturních genů metabolizovat, účinkuje jako induktor

• induktory svým navázáním na represor mění jeho alosterickou konfiguraci → znemožňují jeho navázání na operátor

• již navázané molekuly represoru jsou z vazby s operátorem uvolňovány a RNA polymerasa se může na uvolněný promotor navázat a zahájit transkripci strukturních genů

• v případě lac operonu je induktorem laktosa; pokud je laktosa přítomna, váže se na represor lac operonu a bakterie vytváří enzymy, které umožní využití laktosy jako zdroje energie; po vyčerpání zdrojů laktosy se uvolní i laktosa z vazby na represor a volný (aktivní) represor se váže na operon a transkripce genů lac operonu je potlačena

REPRESOROVÝ OPERONOVÝ SYSTÉM

• typický pro geny kódující enzymy anabolických reakcí

• regulační gen produkuje inaktivní represor = aporepresor, který je aktivován navázáním korepresoru – tím je zpravidla produkt metabolického řetězce, jehož syntézu katalyzují proteiny kódované geny operonu

• příkladem je trp operon – kóduje enzymy pro syntézu tryptofanu

• trp operon E. coli zahrnuje strukturní geny trpL, trpE, trpD, trpC, trpB, trpA

• má-li bakterie dost tryptofanu, je transkripce trp operonu blokována vazbou aporepresoru + korepresoru (tryptofanu) na promotor

• po vyčerpání tryptofanu je uvolněn tryptofan navázaný na aporepresor → tím je represor inaktivován, neváže se na operátor a RNA polymerasa zahájí transkripci strukturních genů trp operonu

• po vytvoření dostatečného množství tryptofanu je operon opět blokován navázáním komplexu aporepresor + korepresor na operátor