A KÍSÉRLET
bemutatott a problémamegoldó teszt az utolsó probléma, a Biokémia, Molekuláris Biológia Oktatás , a transzkripciós egység kódolás az enzimek triptofán bioszintézis szabályozza a trp1 repressor: a corepressorként ható triptofán kötődik a represszorhoz, és aktiválja azt, amely viszont kötődik az operátor régióhoz, és gátolja az RNS polimeráz mozgását, így a TRP E, D, C, B szerkezeti gének transzkripcióját, valamint a triptofán szintézis enzimjeinek kódolását. Ez a gátlás azonban “szivárgó”: az operon transzkripciója még triptofán jelenlétében is létezik; ez energiát pazarolna a nem szükséges enzimek előállításához. Egy második szabályozási mechanizmus, az úgynevezett csillapítás, leüti ezt a maradék átírást a trp operonon .
egy rövid régió az operátor és az első szerkezeti gén (trp E) között, leader (ábra. 1), felelős a csillapításért. A leader-szekvencia ∼140 bázis hosszú, és az első szerkezeti gén iniciációs kodonját megelőző trp mRNS 5’‐end régiójának kódjai. A vezető régió TRP mRNA egyedülálló szerkezete (ábra. 2a). Ez tartalmaz egy rövid nyílt olvasási keret (ORF) kódoló oligopeptid úgynevezett leader peptid. Két palindromikus szekvencia (1/2 régió és 3/4 régió) önálló komplementer alapképződést eredményez, amely hajtűszerkezetek kialakulásához vezet. A második hajtűt (3/4 régió) egy szakasz követi, ami bizonyos transzkripciós terminátorok szerkezeti jellemzőjét hozza létre. A leader peptid ORF kódolása átfedésben van az 1. régióval, és két triptofán kodont tartalmaz. Ezenkívül a 2.és a 3. régió nemcsak az 1. és a 4. régiót, hanem egymást is kiegészíti. A leader-szekvencia meglehetősen bonyolult szerkezete meghatározza az operon átírásának zseniális szabályozási mechanizmusának színpadát.
ábra. 1. Az E. coli triptofán operon szerkezete.(P, promoter; O, operátor; L, leader; E, D, C, B, és a, szerkezeti gének. Az ábra nem skálázható: a P, O és L régiók sokkal rövidebbek, mint a fehérjekódoló gének.)
ábra. 2. Csillapítás az E. coli TRP operon szabályozásában. a) a TRP mRNS 5 ‘ végű régiójának szerkezete. b) A csillapítás relaxációja alacsony triptofán közegben. c) a TRP‐átirat korai befejezése (csillapítása) nagy triptofán közegben (a részleteket lásd a szövegben).
Csillapítás alapján termeléstől függő transzkripciós/fordítás prokaryotes: riboszómákat kötődik a születő mRNAs alkotó kromoszóma–polysome komplexek; így a fehérje szintézis kezdődik a növekvő mrns láncok. Ha a triptofán nem áll rendelkezésre (Fig. 2b), a riboszóma megáll a vezető peptid kódoló ORFs megzavarja hajtű 1/2 kialakulásához vezető hajtű 2/3. Ez a hajtű megakadályozza a 3/4 végződésű hajtű (úgynevezett csillapító) kialakulását, így az RNS-polimeráz képes folytatni a megnyúlást, és az egész operont teljes hosszúságú átiratba írja. Ha azonban triptofán van jelen, a riboszóma folyamatosan mozog, és megakadályozza mind az 1/2, mind a 2/3 hajtű kialakulását (ábra. 2c). A csillapító hajtű 3/4 képezheti és megszünteti a transzkripciót. A leader-peptid és a rövid leader-RNS ezután gyorsan lebomlik,és a szerkezeti géneket nem írják át. Vizsgálja felül a mechanizmust, majd oldja meg a következő tesztet.
ebben A fiktív kísérlet két trp operon mutánsok használnak: az egyik a két UGG kodon alapján kódolás a triptofán alakították át, hogy GGGs (kodon alapján a glicin; kijelölt “trp kodon mutáns” a vizsgálat során); a másik, régió 3 törölték (“régió 3 mutáns”).
Wild-type E. a coli sejteket, a” TRP kodon mutánsokat “és a” region 3 mutánsokat ” egy gazdag közegben tenyésztik, amely optimális koncentrációban tartalmazza az összes aminosavat (beleértve a triptofánt is). Mi történik velük?
Kísérletanalízis
- (A)
ha az állítást a megadott információk támogatják;
- (b)
Ha a kijelentés ellentmond a megadott információknak;
- (C)
ha az állítást a megadott információk nem támasztják alá, és nem is ellentmondanak egymásnak.
- 1)
_____ _ “TRP kodon mutáns” sejtek elpusztulnak.
- 2)
_ _ _ _ _ vad típusú sejtek nőnek a leggyorsabban.
- 3)
_ _ _ _ _ _ “Régió 3 mutáns” sejtek ilyen körülmények között a leglassabbak.
- 4)
_____ kromoszóma–poliszóma komplexek alakulnak ki a trp operonon mindhárom sejtben.
- 5)
_____ _ a triptofánt jelentős mennyiségben szintetizálják csak a “3.régió mutáns” sejtjeiben.
- 6)
_ _ _ _ _ _ egy TRP leader DNS-fragmentum szondaként történő felhasználásával a celluláris RNS Északi blot-elemzése a “TRP kodon mutánsokban” egy erős sávot azonosít, amely egy 140 nukleotid RNS‐nek felel meg.
- 7)
_____ ugyanazzal a szondával nagy mennyiségű teljes hosszúságú trp operon átiratot észlelnek vad típusú sejt RNS mintákban.
ugyanazokat a sejteket most olyan közegben termesztik, amely a triptofán kivételével az összes aminosavat tartalmazza. Hogyan viselkednek a sejtek ilyen körülmények között?
Kísérletanalízis
- (a)
ha a nyilatkozat támogatott által megadott információk;
- (b)
ha a kijelentés ellentmond a megadott információk;
- (c)
ha a nyilatkozat sem a támogatott, sem ellentmond a megadott információkat.
- 8)
_____ _ _ “TRP kodon mutáns” sejtek elpusztulnak.
- 9)
_____ _ vad típusú sejtek nőnek a leggyorsabban.
- 10)
_ _ _ _ _ _ a “3. Régió mutáns” sejtek ilyen körülmények között a leglassabbak.
- 11)
_____ kromoszóma–poliszóma komplexek alakulnak ki a trp operonon mindhárom sejtben.
- 12)
_____ _ _ a triptofánt jelentős mennyiségben szintetizálják csak a “3.régió mutáns” sejtjeiben.
- 13)
_____ _ egy TRP leader DNS‐fragmentum szondaként történő felhasználásával a celluláris RNS Északi blot-elemzése a “TRP kodon mutánsokban” egy erős sávot azonosít, amely egy 140 nukleotid RNS-nek felel meg.
- 14)
_____ ugyanazzal a szondával nagy mennyiségű teljes hosszúságú trp operon átiratot észlelnek vad típusú sejt RNS mintákban.