Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Молекулалық генетикадағы РНК-мен байланысатын белок түрі
Sort of RNA binding protein in molecular genetics
Молекулалық генетикада репрессор – операторға немесе оған байланысты тежегіштерге байланысу арқылы бір немесе бірнеше геннің экспрессиясын тежейтін ДНК немесе РНК-мен байланысатын белок. ДНК-мен байланысатын репрессор РНК полимеразаның промоторға бекінуіне кедерес келтіріп, гендердің иесіз РНК-ға транскрипциялануына жол бермейді. РНК-мен байланысатын репрессор мРНК-мен байланысып, мРНК-ның белокқа аударылуын болдырмайды. Мұндай тоқтату немесе экспрессияны азайту – репрессия деп аталады.
In molecular genetics, a repressor is a DNA or RNA binding protein that inhibits the expression of one or more genes by binding to the operator or associated silencers. A DNA binding repressor blocks the attachment of RNA polymerase to the promoter, thus preventing transcription of the genes into messenger RNA. An RNA binding repressor binds to the mRNA and prevents translation of the mRNA into protein. This blocking or reducing of expression is called repression.
Функция
Егер индуктор, гендік экспрессияны бастайтын молекула болса, ол репрессор ақуызымен өзара әрекеттесіп, оны оператордан бөліп жібере алады. РНК полимераза содан кейін хабарды транскрипциялай алады (генді экспрессиялайды). Корепрессор – репрессормен байланысып, оның операторға тығыз байланысуын қамтамасыз ететін молекула, бұл транскрипцияны төмендетеді. Корепрессормен байланысқан репрессор апорепрессор немесе белсенді емес репрессор деп аталады. Апорепрессорлардың бір түрі – бактериялардағы маңызды метаболикалық ақуыз – Trp репрессоры. Мұндай репрессия механизмі кері байланыс механизмі болып табылады, себебі ол транскрипцияның тек белгілі бір жағдай орындалғанда ғана жүзеге асуына мүмкіндік береді: белгілі бір индуктордың болуы. Ал белсенді репрессорлар гендік экспрессияны басу үшін оператормен тікелей байланысады. Репрессорлар прокариоттарда жиі кездессе, эукариоттарда сирек кездеседі. Сонымен қатар, белгілі эукариотикалық репрессорлардың көпшілігі қарапайым организмдерде (мысалы, ашытқыда) кездеседі және белсендірушілермен тікелей өзара әрекеттесу арқылы әрекет етеді. Бұл ДНК немесе РНК құрылымын өзгерте алатын прокариоттық репрессорлардан өзгеше. Эукариотикалық геномда ДНК-ның үнсіздендіргіштер деп аталатын аймақтары бар. Бұл генді ішінара немесе толыққанды басу үшін репрессорларға байланысатын ДНК тізбектері. Үнсіздендіргіштер геннің нақты промоторынан жоғары немесе төмен орналасқан бірнеше базалық жұптарда болуы мүмкін. Репрессорлар екі байланыс орнына ие болуы мүмкін: біреуі үнсіздендіргіш аймағы үшін, екіншісі – промотор аймағы үшін. Бұл хромосоманың иілуіне алып келеді, нәтижесінде промотор аймағы мен үнсіздендіргіш аймағы бір-біріне жақындасады.
If an inducer, a molecule that initiates the gene expression, is present, then it can interact with the repressor protein and detach it from the operator. RNA polymerase then can transcribe the message (expressing the gene). A co repressor is a molecule that can bind to the repressor and make it bind to the operator tightly, which decreases transcription. A repressor that binds with a co repressor is termed an aporepressor or inactive repressor. One type of aporepressor is the trp repressor, an important metabolic protein in bacteria. The above mechanism of repression is a type of a feedback mechanism because it only allows transcription to occur if a certain condition is present: the presence of specific inducer(s). In contrast, an active repressor binds directly to an operator to repress gene expression. While repressors are more commonly found in prokaryotes, they are rare in eukaryotes. Furthermore, most known eukaryotic repressors are found in simple organisms (e. g., yeast), and act by interacting directly with activators. This contrasts prokaryotic repressors which can also alter DNA or RNA structure. Within the eukaryotic genome are regions of DNA known as silencers. These are DNA sequences that bind to repressors to partially or fully repress a gene. Silencers can be located several bases upstream or downstream from the actual promoter of the gene. Repressors can also have two binding sites: one for the silencer region and one for the promoter. This causes chromosome looping, allowing the promoter region and the silencer region to come in proximity of each other.
лакоперондық репрессор
ЛакZЯ опероны лактозаның ыдырауына қажетті ақуыздарды кодтайтын гендерді қамтиды. ЛакI гені «репрессор» немесе «лак репрессор» деп аталатын, лак оперонының репрессоры ретінде жұмыс істейтін ақуызды кодтайды. MetJ – екі мономерден тұратын гомодимер, олардың әрқайсысы бета-таспа мен альфа-спираль құрайды. Әр мономердің бета-таспалары бірігіп, ДНК операторының («Met қорабы») негізгі сағасындағы антипараллель бета-жапырақшаны құрайды, ол ДНК-ға байланысады. MetJ димері бір рет байланысқаннан кейін, оператордың толықтырушы тізбегіне байланған тағы бір MetJ димерімен альфа-спиральдары арқылы өзара әрекеттеседі. AdoMet, ДНК-ға байланысу орнымен қабаттаспайтын MetJ-дегі қалтаға байланысады. Met қорабы AGACGTCT ДНК тізбегін қамтиды, ол палиндром (диадалық симметрияны көрсетеді), бұл ДНК-ның екі тізбегінде де бірдей тізбекті тануға мүмкіндік береді. Met қорабының ортасындағы C және G арасындағы қосылыста пиримидин-пурин сатысы бар, ол оң жаққа бұрылып, фосфодиэстер тізбегінде иілім пайда етеді. Бұл ақуыздың тану орнын тексеру тәсілі, себебі ол ДНК дуплексінің ақуыз пішінін қабылдауына мүмкіндік береді. Басқаша айтқанда, тану ДНК-ның нақты негіздік тізбегін тану арқылы емес, құрылымдық параметрлерді жанама оқу арқылы жүзеге асады. Әрбір MetJ димері метионин биосинтезінің өнімі болып табылатын S-аденозилметионин (SAM) кофакторының екі байланыс орнына ие. SAM болғанда, ол MetJ ақуызына байланысып, оның туыс операторлық сайтына деген сәйкестігін арттырады, бұл метионин синтезіне қатысқан гендердің транскрипциясын тоқтатады. SAM концентрациясы төмендегенде, репрессор операторлық орыннан ажырап, метиониннің көбірек өндірілуіне мүмкіндік береді.
The lacZYA operon houses genes encoding proteins needed for lactose breakdown. The lacI gene codes for a protein called "the repressor" or "the lac repressor", which functions to repressor of the lac operon. MetJ is a homodimer consisting of two monomers, which each provides a beta ribbon and an alpha helix. Together, the beta ribbons of each monomer come together to form an antiparallel beta sheet which binds to the DNA operator ("Met box") in its major groove. Once bound, the MetJ dimer interacts with another MetJ dimer bound to the complementary strand of the operator via its alpha helices. AdoMet binds to a pocket in MetJ that does not overlap the site of DNA binding. The Met box has the DNA sequence AGACGTCT, a palindrome (it shows dyad symmetry) allowing the same sequence to be recognized on either strand of the DNA. The junction between C and G in the middle of the Met box contains a pyrimidine purine step that becomes positively supercoiled forming a kink in the phosphodiester backbone. This is how the protein checks for the recognition site as it allows the DNA duplex to follow the shape of the protein. In other words, recognition happens through indirect readout of the structural parameters of the DNA, rather than via specific base sequence recognition. Each MetJ dimer contains two binding sites for the cofactor S Adenosyl methionine (SAM) which is a product in the biosynthesis of methionine. When SAM is present, it binds to the MetJ protein, increasing its affinity for its cognate operator site, which halts transcription of genes involved in methionine synthesis. When SAM concentration becomes low, the repressor dissociates from the operator site, allowing more methionine to be produced.
L-арабиноза оперондық репрессор
L арабиноза опероны арабинозаны қорытуға қатысты ферменттерді кодтайтын гендерді қамтиды. Бұл ферменттер глюкоза деңгейі төмен немесе болмаған жағдайда энергияның балама көзі ретінде арабинозаны ыдыратады. Оперон регуляторлық репрессорлық геннен (araC), үш бақылау орнынан (ara02, ara01, araI1 және araI2), екі промотордан (Parac/ParaBAD) және үш құрылымдық геннен (araBAD) тұрады. АраC генінің өнімі араI аймағына байланысып, репрессор ретінде әрекет етеді, бұл полимеразалардың промоторға байланысуына және құрылымдық гендерді ақуыздарға транскрипциялауына кедеріс келтіретін цикл құрайды. Арабиноза және араC (репрессор) болмаған жағдайда цикл қалыптаспайды және құрылымдық гендердің экспрессиясы төмендейді. Арабинозаның болмауында, бірақ араC-тің болуында, араC аймақтары димерлер түзеді және цикл құру арқылы ara02 және araI1 домендерін жақындатады. Арабиноза мен араC-тің бірдей қатысуында араC арабинозамен байланысып, активатор ретінде әрекет етеді. АраC-тағы конформациялық өзгеріс оның цикл құруын тоқтатады, ал сызықтық ген сегменті РНК полимеразаның құрылымдық araBAD аймағына тартылуын ынталандырады. Экспрессияның төмендеу деңгейі температура мен уақытқа байланысты, маусымдар өте келе өзгереді. FLC экспрессиясының төмендеуінен кейін гүлдеуге қабілеттілік пайда болады. FLC экспрессиясын реттеуге гистон және ДНК метилирлеуі сияқты генетикалық және эпигенетикалық факторлар қатысады. Сонымен қатар, бірқатар гендер FLC гендері үшін теріс транскрипция факторлары ретінде әрекет ететін кофакторлар болып табылады. FLC гендері түрлер арасында кең таралған гомологтарға ие, бұл оларға әртүрлі климат жағдайларына бейімделуге мүмкіндік береді.
The L arabinose operon houses genes coding for arabinose digesting enzymes. These function to break down arabinose as an alternative source for energy when glucose is low or absent. The operon consists of a regulatory repressor gene (araC), three control sites (ara02, ara01, araI1, and araI2), two promoters (Parac/ParaBAD) and three structural genes (araBAD). Once produced, araC acts as repressor by binding to the araI region to form a loop which prevents polymerases from binding to the promotor and transcribing the structural genes into proteins. In the absence of Arabinose and araC (repressor), loop formation is not initiated and structural gene expression will be lower. In the absence of Arabinose but presence of araC, araC regions form dimers, and bind to bring ara02 and araI1 domains closer by loop formation. In the presence of both Arabinose and araC, araC binds with the arabinose and acts as an activator. This conformational change in the araC no longer can form a loop, and the linear gene segment promotes RNA polymerase recruitment to the structural araBAD region. The degree to which expression decreases depends on the temperature and exposure time as seasons progress. After the downregulation of FLC expression, the potential for flowering is enabled. The regulation of FLC expression involves both genetic and epigenetic factors such as histone methylation and DNA methylation. Furthermore, a number of genes are cofactors act as negative transcription factors for FLC genes. FLC genes also have a large number of homologues across species that allow for specific adaptations in a range of climates.