Η γονιδιακή ρύθμιση στους προκαρυωτικούς οργανισμούς

Question 1

Τι ειναι τα οπερονια και που αυτα συναντωνται

Answer 1

Ειναι ομαδες γονιδιων που υποκεινται σε κοινο ελεγχο της εκφρασης τους απο την οποια παραγεται ενα ενιαιο μοριο mRNA. Συναντωνται στο γονιδιωμα των ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΩΝ οργανισμων

Question 2

Ποια γονιδια οργανωνονται σε οπερονια

Answer 2

Τα γονιδια των ενζυμων που παιρνουν μερος σε μια μεταβολικη οδο, οπως για παραδειγμα ειναι η διασπαση της λακτοζης ή η βιοσυνθεση διαφορων αμινοξεων (πχ. τριπτοφανης)

Question 3

Σε τι εξυπηρετει η υπαρξη οπερονιων

Answer 3

Ο προκαρυωτικός οργανισμός ρυθμίζει τον μεταβολισμο του προκειμενου να ανταποκρινεται αμεσα στις μεταβλλομενες περιβαλλοντικες συνθηκες για να μπορει να επιβιωνει και να επιτελει τις βασικες του λειτουργιες που ειναι η ΑΥΞΗΣΗ ΚΑΙ Η ΔΙΑΙΡΕΣΗ του. Στα πλαισια της αμεσης αποκρισης του διαθετει οπερονια που του επιτρεπουν την ταυτοχρονη συνθεση ενζυμων που εμπλεκονται στην ιδια μεταβολικη οδο, ωστε να μπορει οταν ειναι απαραιτητο να εξασφαλιζει την απαιτουμενη ενεργεια , π.χ απο τη λακτόζη ελλειψει γλυκοζης ή να συνθετει συστατικα οπως το αμινοξυ τριπτοφανη οταν δεν το βρισκει.

Question 4

Ποτε το οπερονιο της λακτοζης βρισκεται σε καταστολη και κατω απο ποιες συνθηκες

Answer 4

Οταν δε μεταγραφεται και επομενως δε μεταφραζεται. Αυτο συμβαινει οταν στο θρεπτικο υλικο των βακτηριων απουσιαζει η λακτοζη ή για οσο διαστημα η λακτοζη συνυπαρχει με γλυκοζη.

Question 5

Σε ποιο επιπεδο της γονιδιακης εκφρασης ρυθμιζεται η ΚΑΤΑΣΤΟΛΗ και πως αυτη επιτυγχανεται

Answer 5

Στο επιπεδο της μεταγραφης. Επιτυγχανεται με τη βοηθεια των ρυθμιστικων αλληλουχιων. Το ρυθμιστικο γονιδιο μεταγραφεται συνεχως και παραγει λιγα μορια μιας ρυθμιστικης πρωτεινης που ονομαζεται καταστολεας, ανεξαρτητα απο την υπαρξη η οχι της λακτοζης. Απουσια ομως λακτοζης (ή οταν η λακτοζη συνυπαρχει με τη γλυκοζη ), ο καταστολεας προσδενεται ισχυρα και συνεχως στον χειριστη και εμποδιζει την RNA πολυμεραση να ξεκινησει τη μεταγραφη των δομικων γονιδιων του οπερονιου.

Question 6

Ποτε και πως επιτυγχανεται η ΕΠΑΓΩΓΗ του οπερονιου της λακτοζης

Answer 6

Όταν στο θρεπτικό υλικό υπάρχει μόνο λακτόζη, τότε ο ίδιος ο δισακχαρίτης προσδένεται στον καταστολέα και δεν του επιτρέπει να προσδεθεί στο χειριστή. Τότε η RNA πολυμεράση είναι ελεύθερη να αρχίσει τη μεταγραφή. Δηλαδή η λακτόζη λειτουργεί ως επαγωγέας της μεταγραφής των γονιδίων του οπερονίου. Τότε τα γονίδια αρχίζουν να «εκφράζονται», δηλαδή να μεταγράφονται και να συνθέτουν τα ένζυμα. Τα τρία ένζυμα ( β - γαλακτοζιδαση, περμεαση και τρανσακετυλαση ) μεταφράζονται ταυτόχρονα από το ίδιο μόριο mRNA το οποίο περιέχει κωδικόνιο έναρξης και λήξης για κάθε ένζυμο . Συμπερασματικά, η ίδια η λακτόζη ενεργοποιεί τη διαδικασία για την αποικοδόμησή της. Όταν η λακτόζη διασπαστεί πλήρως, τότε η πρωτείνη καταστολέας είναι ελεύθερη να προσδεθεί στο χειριστή και να καταστείλει τη λειτουργία των τριών γονιδίων.