If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Trp օպերոն

Ինչպես է trp ռեպրեսսորը (ճնշող) կարգավորում գեների էքսպրեսիան։ Դարձելի ինհիբիցիա և թուլացում։

Հիմնական դրույթներ

  • Trp օպերոնը, որը հայտնաբերվում է E. coli բակտերիայում, իրենից ներկայացնում է գեների խումբ, որոնք կոդավորում են տրիպտոֆան ամինաթթվի կենսասինթեզի համար անհրաժեշտ ֆերմենտներ։
  • Trp օպերոնը էքսպրեսիայի է ենթարկվում («միացված» է), երբ տրիպտոֆանի մակարդակները ցածր են, և ճնշված է («անջատված» է), երբ դրանք բարձր են։
  • Trp օպերոնը կարգավորվում է trp ռեպրեսորով։ Երբ trp ռեպրեսորը միանում է տրիպտոֆանին, արգելակում է այդ օպերոնի էքսպրեսիան։
  • Տրիպտոֆանի կենսասինթեզը նաև կարգավորվում է թուլացմամբ (սա մի մեխանիզմ է, որը հիմնված է տրանսկրիպցիայի և տրանսլյացիայի զուգակցմամբ)։

Ի՞նչ է trp օպերոնը։

Բակտերիաները, ինչպիսին է Escherichia coli-ն (մեր աղիքի բնակիչ), գոյատևելու համար ամինաթթուների կարիք ունեն, քանի որ մեզ նման նրանք էլ պետք է սպիտակուցներ ստեղծեն։ Ամինաթթուներից մեկը, որի կարիքը դրանք ունեն, տրիխտոֆանն է։
Եթե տրիպտոֆանն առկա է միջավայրում, E. coli- ն այն կվերցնի և կօգտագործի սպիտակուցներ կառուցելու համար: Սակայն, E. coli -ն կարող է նաև պատրաստել սեփական տրիպտոֆան՝ օգտագործելով ֆերմենտներ, որոնք կոդավորված են հինգ գեներով: Այս հինգ գեները տեղակայված են իրար կողքի և կազմում են trp օպերոնը:
Եթե տրիպտոֆանը առկա է միջավայրում, ապա E. coli բակտերիաները դրա սինթեզի անհրաժեշտությունը չունեն, ուստի trp օպերոնի գեների տրանսկրիպցիան «անջատված է»: Երբ տրիպտոֆանը քիչ է, օպերոնը «միացված է», գեները տրանսկրիպցիայի են ենթարկվում, ստեղծվում են կենսասինթեզի ֆերմենտներ և ավելի շատ տրիպտոֆան է արտադրվում:

Trp օպերոնի կառուցվածքը

Trp օպերոնը ներառում է հինգ գեն, որոնք կոդվարում են տրիպտոֆանի կենսասինթեզի համար անհրաժեշտ ֆերմենտներ։ Այն նաև պարունակում է պրոմոտեր (ՌՆԹ պոլիմերազի միանալու տեղը) և օպերատոր (ռեպրեսոր սպիտակուցի միանալու տեղը)։ Trp օպերոնի գեները տրանսկրիպցիայի են ենթարկվում՝ ստեղծելով մեկ տՌՆԹ։
Trp օպերոնի տրամագիր։ Նախ, մենք տեսնում ենք E. coli բակտերիան իր օղակաձև քրոմոսոմով։ Մենք խոշորացնում ենք քրոմոսոմի փոքր մասը և տեսնում, որ ԴՆԹ-ն trp օպերոնն է:
Ձախից աջ․ օպերոնը պարունակում է պրոմոտեր (ՌՆԹ պոլիմերազի միացման տեղը), իսկ պրոմոտերի աջ մասում գտնվում է օպերատորը (ռեպրեսորի իացման տեղը)։ Կան նաև որոշ լրացուցիչ կարգավորող հաջորդականություններ, որոնք այս տրամագրի վրա նշված չեն, և հետո գալիս են կոդավորող հինգ հաջորդականությունները՝ trpE, _trp_D, trpC, trpB և trpA։
Օպերոնը տրանսկրիպցիայի է ենթարկվում՝ ստեղծելով մեկ տՌՆԹ, որը պարունակում է հինգ գեների կոդավորող հաջորդականությունները։
Այդ տՌՆԹ-ի կոդավորող հաջորդականությունները տրանսլյացիայի են ենթարկվում առանձին-առանձին՝ յուրաքանչյուրը ստեղծելով մեկ սպիտակուց։ Այս սպիտակուցները ֆերմենտներ են (կամ ֆերմենտի ենթամիավոր), որոնք անհրաժեշտ են տրիպտոֆանի կենսասինթեզի համար։

Օպերոնի «միացումն» ու «անջատումը»

Ի՞նչ է անում օպերատորը: ԴՆԹ-ի այս հատվածը ճանաչվում է կարգավորող սպիտակուցի կողմից, որը հայտնի է որպես trp ռեպրեսոր: Երբ ռեպրեսորը կապվում է օպերատորի ԴՆԹ-ին, այն խանգարում է օպերոնի տրանսկրիպցիային՝ ֆիզիկապես խոչընդոտելով ՌՆԹ պոլիմերազին՝ տրանսկրիպցիայի ֆերմենտին:
Trp ռեպրեսորը միշտ չէ, որ կապվում է ԴՆԹ-ի հետ: Փոխարենը, այն կապվում և արգելափակում է տրանսկրիպցիան միայն այն ժամանակ, երբ տրիպտոֆանն առկա է: Երբ տրիպտոֆանը կա, այն կցվում է ռեպրեսորի մոլեկուլներին և փոխում է դրանց ձևը, որպեսզի նրանք ակտիվանան: Տրիտոֆանի նման փոքր մոլեկուլը, որը ռեպրեսորը վերածում է իր ակտիվ վիճակի, կոչվում է կոռեպրեսոր։
Տրիպտոֆանի մակարդակը բարձր է. Տրիպտոֆանը կապվում է trp ռեպրեսորին և փոխում է վերջինիս ձևը՝ ակտիվացնելով այն (կարող է միանալ ԴՆԹ-ին): Տրիպտոֆանին միացած trp ռեպրեսորը միանում է օպերատորին՝ արգելափակելով ՌՆԹ պոլիմերազի կապվելը պրոմոտերին և կանխելով օպերոնի էքսպրեսիան։
Մյուս կողմից, երբ բջջում տրիպտոֆան քիչ կա, trp ռեպրեսորը անգործ է (քանի որ ոչ մի տրիպտոֆան հասանելի չէ այն կապելու և ակտիվացնելու համար): Այն չի կցվում ԴՆԹ-ին և չի արգելակում տրանսկրիպցիան, և դա թույլ է տալիս, որ trp օպերոնը տրանսկրիպցիայի ենթարկվի ՌՆԹ պոլիմերազի կողմից:
Տրիպտոֆանի մակարդակը ցածր է․ Trp ռեպրեսորը չի միանում տրիպտոֆանին (քանի որ տրիպտոֆան չկա) և, հետևաբար, ակտիվ չէ (չի միանում օպերատորի ԴՆԹ-ին)։ Սա ՌՆԹ պոլիմերազին հնարավորություն է տալիս միանալ պրոմոտերին և իրականացնել օպերոնի տրանսկրիպցիան։
Այս համակարգում trp ռեպրեսորը գործում է և՛ որպես սենսոր, և՛ որպես անջատիչ: Այն զգում է տրիպտոֆանի մակարդակը, և եթե այն բարձր է, ապա այն օպերոնը «անջատում է»՝ կանխելով կենսասինթեզի համար անհրաժեշտ ֆերմենտների անհարկի ստեղծումը։

Trp օպերոնի լրացուցիչ կարգավորում. Թուլացում

Կախված քո դասընթացից կամ քո սեփական հետաքրքրություններից, կարող եք նաև սովորել trp օպերոնի կարգավորման մեկ այլ ձևի մասին, որը կոչվում է թուլացում:
Trp ռեպրեսորի միջոցով կարգավորման նման, թուլացումը trp օպերոնի էքսպրեսիան նվազեցնելու մեխանիզմ է, երբ տրիպտոֆանի մակարդակը բարձր է: Սակայն, թուլացումը ոչ թե արգելափակում է տրանսկրիպցիայի ինիցիացիան, այլ կանխում է տրանսկրիպցիայի ավարտը։
Երբ տրիպտոֆանի մակարդակը բարձր է, թուլացումը հանգեցնում է նրան, որ ՌՆԹ պոլիմերազը ժամանակից շուտ դադարում է trp օպերոնի տրանսկրիպցիան: Առաջանում է միայն կարճ, կոպիտ տՌՆԹ, որը չի կոդավորում տրիպտոֆանի կենսասինթեզի ոչ մի ֆերմենտ: Թուլացումը գործում է այնպիսի մեխանիզմով, որը կախված է զուգակցումից (նոր սինթեզվող տՌՆԹ-ի տրանսլյացիան ընթանում է այդ տՌՆԹ-ի տրանկսրիպցիային զուգահեռ):

Բացահայտի՛ր «Քան» ակադեմիայից դուրս

Ցանկանո՞ւմ ես trp օպերոնի մասին ավելին իմանալ։ Ուսումնասիրիր LabXchange-ի scrollable interactive-ը։
LabXchange-ն օնլայն գիտակրթական անվճար հարթակ է՝ ստեղծված Հարվարդի համալսարանի արվեստի և գիտության ֆակուլտետի կողմից, և աջակցվում է Amgen հիմնադրամի կողմից։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: