Индуктор (биология)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В молекулярной биологии индуктор представляет собой молекулу, которая регулирует экспрессию генов[1]. Индуктор может связываться с репрессором или активатором.

Индукторы функционируют при отключённых репрессорах. Ген экспрессируется тогда, когда индуктор связывается с репрессором. Связывание индуктора с репрессором предохраняет репрессор от привязки к оперону. После этого РНК-полимераза может начать транскрипцию генов оперона.

Индукторы также могут функционировать путём связывания с активаторами. В отсутствии индуктора активаторы, как правило, слабо связываются с ДНК. Индуктор образует комплекс с активатором, многократно повышая его активность, после чего такой комплекс связывается с активируемой последовательностью и активирует целевой ген[2], запуская его транскрипцию. Удаление индуктора останавливает транскрипцию[2].

Поскольку необходима малая молекула индуктора, повышение экспрессии целевого гена называется индукцией[2]. Оперон лактозы является одним из примеров индуцированной системы[2].

Функция[править | править код]

Репрессоры белка связываются с цепочкой ДНК и предотвращает РНК-полимеразу от синтеза мРНК путём присоединения к ДНК. Индукторы связываются с репрессорами, заставляя их изменять форму и предотвращая их от связывания с ДНК. Таким образом, они позволяют проводить транскрипцию, и, следовательно, экспрессию гена.

Для экспрессии гена, его ДНК последовательность должна быть скопирована (в процессе, известном как транскрипция), в мобильную молекулу под названием РНК (мРНК), которая несёт в себе инструкции для белка в место синтеза белка (в процессе, известном как трансляция). Много различных типов белков могут влиять на уровень генной экспрессии путём усиления или подавления транскрипции. У прокариот, эти белки часто действуют на части ДНК, известные как операторы в начале гена. Промотор, содержащий РНК-полимеразу, фермент, который копирует генетическую последовательность и синтезирует мРНК, прикрепляется к ДНК.

Некоторые индукторы модулируются активаторами, которые обладают противоположным эффектом экспрессии гена, репрессорами. Индукторы связываются с активатороми белков, что позволяет им связываться с ДНК-цепочками, где они способствуют транскрипции РНК.

Лиганды, которые инактивируют активаторы белков, технически не классифицируются как индукторы, поскольку их действие вызывает обратный эффект — предотвращение транскрипции.

Примеры[править | править код]

Лактозный оперон[править | править код]

Индуктором в лактозном опероне является аллолактоза[en][2]. Если лактоза присутствует в среде, то небольшое её количество будет преобразовано в аллолактозу в нескольких молекулах β-галактозидазы[en], которые присутствуют в клетке[3]. Аллолактоза связывается с репрессором и уменьшает сродство репрессора к сайту оператора[3].

Однако, когда в системе представлены лактоза и глюкоза, лактозный оперон подавляется. Объясняется это тем, что глюкоза активно предотвращает индукцию lacZYA[2].

Оперон ara[править | править код]

В опероне ara индуктором является арабиноза.

Примечания[править | править код]

  1. Baraniak, PR; Nelson, DM; Leeson, CE; Katakam, AK; Friz, JL; Cress, DE; Hong, Y; Guan, J; Wagner, W. R. Spatial control of gene expression within a scaffold by localized inducer release. (англ.) // Biomaterials : journal. — 2011. — April (vol. 32, no. 11). — P. 3062—3071. — PMID 21269687.
  2. 1 2 3 4 5 6 Slonczewski, Joan, and John Watkins. Foster. Microbiology: An Evolving Science. New York: W.W. Norton &, 2009. Print.
  3. 1 2 Biology Part 2. Berkeley, CA: Berkeley Review, 1995. Print.