Հիմնական տարբերություն – խթանող ընդդեմ օպերատոր
ԴՆԹ-ի հաջորդականությունները, բացի գենի կոդավորման շրջանից, կենսական նշանակություն ունեն տրանսկրիպցիայի գործընթացի հետ կապված տարբեր գործառույթներ կատարելու համար: Տրանսկրիպցիան ֆերմենտով կատալիզացված գործընթաց է, որը տառադարձում կամ փոխակերպում է ԴՆԹ-ի շարանը իր նմանատիպ mRNA շղթայի: Կյանքի կենտրոնական դոգմայում ԴՆԹ-ի տառադարձումը mRNA-ին սպիտակուցի սինթեզի առաջին փուլն է։ Դրան հաջորդում է թարգմանությունը, որը փոխակերպում է mRNA հաջորդականությունը ամինաթթուների հաջորդականության, որը կազմում է ակնկալվող սպիտակուցը: Օրգանիզմների մեջ հայտնաբերված տարբեր հաջորդականությունների շարքում տրանսկրիպացիայի մեջ մեծ դեր են խաղում պրոմոութերների և օպերատորների հաջորդականությունները:Պրոմոտորները առկա են ինչպես պրոկարիոտների, այնպես էլ էուկարիոտների մոտ: Դրանք տեղակայված են տրանսկրիպցիայի մեկնարկի տեղամասից վերև և այն վայրերն են, որտեղ կապվում է ՌՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտը: Օպերատորները առկա են միայն պրոկարիոտներում: Դրանք այն վայրերն են, որտեղ կարգավորող մոլեկուլը կապվում է օպերոնի հետ: Պրոմոտորի և օպերատորի միջև հիմնական տարբերությունը հիմնված է մոլեկուլի տեսակի վրա, որը կապվում է համապատասխան ԴՆԹ-ի հաջորդականությանը: ՌՆԹ պոլիմերազը կապվում է պրոմոտորին, մինչդեռ օպերոնային համակարգի կարգավորիչ մոլեկուլները կապվում են օպերատորին։
Ի՞նչ է խթանողը:
Պրոմոտորը ԴՆԹ-ի հաջորդականություն է, որը տեղադրված է տառադարձման մեկնարկի վայրից վերևում: ԴՆԹ-ի այս կարևոր հաջորդականությունը հայտնաբերված է և՛ էուկարիոտներում, և՛ պրոկարիոտներում. չնայած էուկարիոտիկ պրոմոութերները կարող են տարբերվել պրոկարիոտային պրոմոութերներից: Պրոմոտորները ԴՆԹ-ի շրջաններն են, որոնց հետ կապվում է ՌՆԹ պոլիմերազը տրանսկրիպցիայի գործընթացում: Այն հիմնական ֆերմենտն է, որը ներգրավված է ԴՆԹ-ի կաղապարից միաշղթա ՌՆԹ-ի (mRNA, tRNA, rRNA) արտադրության մեջ:Կախված ՌՆԹ-ի տեսակից՝ ՌՆԹ պոլիմերազը կտարբերվի։ Պրոմոտորների հաջորդականությունները գենոմի ողջ տարածքում խիստ պահպանված շրջաններ են: Հետեւաբար, դրանք հայտնի են որպես կոնսենսուսային շրջաններ: Պրոմոտորի գործողության մեխանիզմը տարբերվում է էուկարիոտներում և պրոկարիոտներում:
Էուկարիոտներում պահպանված հաջորդականությունը, որը հայտնաբերված է խթանողներում, կոչվում է TATA տուփ, որը գտնվում է գենի -10 դիրքում: ՌՆԹ պոլիմերազի միացումը TATA տուփին հեշտացնում են կապող տրանսկրիպցիոն գործոնները։ Այս տրանսկրիպցիոն գործոնները հաստատող փոփոխություններ են կատարում պրոմոթրերի հաջորդականության մեջ և մեծացնում են նրա կապակցումը ՌՆԹ պոլիմերազի հետ կապելու համար: Այսպիսով, նախասկզբնական համալիրը, որը ձևավորվել է տրանսկրիպցիայի մեկնարկի ժամանակ, կազմված է տրանսկրիպցիոն 7 գործոններով և պրոմոութեր տեղանքով ձևավորված բարդույթից: Երբ այս բարդույթը ձևավորվում է, էուկարիոտիկ ՌՆԹ պոլիմերազը հեշտությամբ միանում է պրոմոտորին և սկսում տրանսկրիպցիան:
Գծապատկեր 01. խթանող
Պրոկարիոտների մոտ մեխանիզմը շատ ավելի պարզ է, քանի որ նրանք չեն պարունակում տրանսկրիպցիոն գործոն: Փոխարենը, ՌՆԹ պոլիմերազի սիգմա գործոնը ներգրավված է խթանողի ճանաչման և պրոմոուտերի վրա ֆերմենտի հավաքման մեջ: Պրոկարիոտների մեջ կան երկու հիմնական պահպանված խթանող շրջաններ, TATA տուփի համապատասխան պրոմոութերական հաջորդականությունը հայտնի է որպես «Pribnow Box»: Pribnow Box-ը (-10 դիրք) կազմված է TATAAT հաջորդականությունից: Երկրորդ խթանիչի հաջորդականությունը հայտնի է որպես -35 տարր, քանի որ այն գտնվում է -35 դիրքում:
Ի՞նչ է օպերատորը:
Օպերատորը հայտնաբերվել է պրոկարիոտային գենի կառուցվածքում: Այն ԴՆԹ-ի հիմնական շրջանն է, որում կապվում են օպերոնային համակարգի կարգավորիչ մոլեկուլները: Lac օպերատորը օպերատորի հաջորդականությունն է, որն առկա է բազմաթիվ պրոկարիոտ բակտերիաների լաք օպերոնում: Լակ օպերոնի դեպքում ռեպրեսորային մոլեկուլը կապվում է օպերատորի շրջանին։Այս կապը թույլ չի տա ՌՆԹ պոլիմերազին արտագրել օպերատորից ներքև գտնվող գեները:
Նկար 02. Օպերոնի օպերատոր
Էուկարիոտները չունեն օպերատորային շրջաններ: Փոխարենը, դրանց տրանսկրիպցիոն գործոնները, որոնք ներգրավված են տրանսկրիպցիայի կարգավորման մեջ, կապված են խթանող շրջանների հետ: Այսպիսով, պրոկարիոտներում օպերատորի հիմնական գործառույթը գեների արտահայտման կարգավորումն է։
Որո՞նք են նմանությունները խթանողի և օպերատորի միջև:
- Եվ խթանողը և օպերատորը կազմված են դեզօքսիռիբոզ նուկլեինաթթուներից (ԴՆԹ):
- Տառագրման գործընթացում կարևոր են և՛ խթանողի, և՛ օպերատորի հաջորդականությունները:
Ո՞րն է տարբերությունը խթանողի և օպերատորի միջև:
Խթանող ընդդեմ օպերատոր |
|
| Պրոմոտորները այն տեղամասերն են, որոնցում միանում է ՌՆԹ պոլիմերազը և դրանք առկա են գենի տրանսկրիպցիայի մեկնարկի վայրից վեր: | Օպերատորներն այն տեղամասերն են, որտեղ կարգավորիչ մոլեկուլը կապվում է օպերոնի մոդելի հետ: |
| Օրգանիզմի տեսակ | |
| Պրոկարիոտների և էուկարիոտների մոտ հայտնաբերվում են խթանիչներ: | Օպերատորներ հանդիպում են միայն պրոկարիոտներում: |
| Ֆունկցիա | |
| Պրոմոտորը հեշտացնում է ՌՆԹ պոլիմերազի և տրանսկրիպցիոն գործոնների (միայն էուկարիոտների մոտ) կապը գենի տրանսկրիպցիայի գենին: Պրոկարիոտների մոտ պրոմոտորային շրջանը հեշտացնում է ՌՆԹ պոլիմերազի սիգմա գործոնի միացումը (պրոկարիոտներում): | Օպերատորները կարգավորում են գենի արտահայտությունը՝ հեշտացնելով կարգավորող մոլեկուլի կապումը օպերոնին։ |
Ամփոփում – խթանող ընդդեմ օպերատոր
Պրոմոտորը և Օպերատորը ԴՆԹ-ի կարևոր հաջորդականություններ են, որոնք ներգրավված են տառադարձման գործընթացում և տրանսկրիպցիայի կարգավորման մեջ: Պրոմոտերների հաջորդականությունները հայտնաբերված են ինչպես պրոկարիոտներում, այնպես էլ էուկարիոտներում: Պրոմոտորը ՌՆԹ պոլիմերազի միացման տեղն է: Դրանք խիստ պահպանված շրջաններ են, որոնք հայտնի են որպես կոնսենսուսային հաջորդականություններ: Էուկարիոտների TATA տուփը և Պրիբնոուի տուփը և պրոկարիոտների -35 պրոմոուտերը ընդհանուր խթանողներն են: Օպերատորները առկա են միայն պրոկարիոտներում, որտեղ նրանք վերահսկում են գենի արտահայտությունը՝ կապելով ռեպրեսորին և արգելակելով ներքևում գտնվող գեների տրանսկրիպցիան (lac օպերոնի հայեցակարգ), կամ կապվում են ակտիվացնողին և դրդում տրանսկրիպցիա (trp օպերոնի հայեցակարգ)։ Սա է տարբերությունը պրոմոութերի և օպերատորի միջև։
