Vypracovane-otazky-ke-zkousce

REPRESE KATABOLITY

• laktosa neindukuje transkripci lac operonu v přítomnosti glukosy ⇒ glukosa zabraňuje produkci enzymů, podílejících se na metabolismu i jiných cukrů = represe katabolity či efekt glukosy

• represe katabolity je zprostředkována regulačním proteinem CAP (catabolite activator protein) a molekulou ligandu – cyklického AMP (cAMP); CAP někdy nazýván cAMP receptorový protein

• cAMP se váže na CAP jen při dostatečné koncentraci cAMP v cytoplazmě

• CAP bez navázaného cAMP při dostatku glukosy není schopen se na promotor vázat

• pokud bakterie metabolizuje glukosu, je v buňce malá konc. cAMP → komplex CAP-cAMP se netvoří → transkripce lac operonu je i v přítomnosti laktosy minimální, neboť RNA polymerasa se na promotor bez navázání CAP-cAMP téměř neváže

• v nepřítomnosti glukosy naopak stoupá konc. cAMP a komplex CAP-cAMP se váže na operon a iniciuje translaci lac operonu, je-li přítomna i laktosa

Atenuace

• regulace trp operonu je zčásti zachována i při mutaci jeho operátoru na konstitutivní → tento jev se nazývá atenuace (zeslabení) a úsek DNA, kt. se na něm podílí – atenuátor

• atenuátor má podobnou strukturu jako signální sekvence pro terminaci transkripce

• v přítomnosti tryptofanu se transkribuje jen prvý strukturní gen – trpL, v nepřítomnosti tryptofanu se syntetizují všechny geny trp operonu

• atenuace je dodatečný regulační mechanizmus syntézy i dalších AMK

Pozitivní a negativní kontrola exprese genů

• popsán u ara operonu – v regulaci genu pro metabolizmus arabinosy se uplatňuje indukce i represe substrátem a represe katabolitem (cAMP)

• strukturní geny araB, araA, araD; regulační gen araC; mezi nimi uložen gen araI – obsahuje dva promotory: PBAD a PC

• araC produkuje represor AraC → ten se váže na promotor PBAD v místě araO1

• promotor PBAD obsahuje i vazné místo pro komplex CAP-cAMP

• iniciace v přítomnosti arabinosy a nepřítomnosti glukosy probíhá inaktivací represoru navázáním arabinosy a navázáním CAP-cAMP

• represe operonu je zajištěna ještě druhým mechanizmem: druhé vazné místo araO2 pro AraC protein → v nepřítomnosti arabinosy se vytvoří klička DNA tak, že AraC navázané na araO1 a araO2 propojí a zabrání vazbě RNA polymerasy na promotor PBAD

Kaskádová regulace

• geny virů jsou exprimovány v určitém pořadí – nejprve geny časné transkripce a poté geny pozdní transkripce

• tato kaskáda je geneticky naprogramovaná

• promotory genů časné transkripce mají signální sekvence, na kt. se váže sigma faktor RNA polymerasy hostitelské buňky a iniciuje jejich transkripci

• další regulace probíhá dvěma způsoby: 1) mezi geny časné transkripce je gen pro virovou RNA polymerasu, kt. se pak specificky váže na promotory virových genů pozdní transkripce

2) mezi geny časné transkripce je gen pro protein, kt. nahradí v hostitelské RNA polymerase sigma faktor a zajistí specifitu vazby RNA polymerasy bakterie na promotory genů pozdní transkripce