नियामक प्रथिने: मूळ. प्रथिनांचे नियामक कार्य मुख्य नियामक प्रथिनांना काय म्हणतात?

न्यूरोमस्क्युलर सायनॅप्सची वैशिष्ट्ये

ऍक्टिन गुणधर्म

मायोसिनचे गुणधर्म

जलद, थकणे सोपे

मंद, कमी थकवा

कामगिरीनुसार वर्गीकरण

स्नायूमधील मोटर युनिट्सच्या संख्येनुसार वर्गीकरण

मोटर युनिट

स्नायू गुणधर्म

1. चालकता

2. उत्तेजकता

3. आकुंचन

4. लवचिकता – ताणल्यावर आकुंचन पावण्याची क्षमता.

5. स्वर

कंकाल स्नायूंसाठी दोन वर्गीकरण पर्याय

1. शारीरिक. नवनिर्मितीच्या घनतेनुसार (स्नायूमधील मोटर युनिट्सची संख्या)

2. मोटर युनिट्सच्या कार्यक्षमतेनुसार

ज्या कॉम्प्लेक्समध्ये एक मोटर न्यूरॉन आणि स्नायू तंतू यांचा समावेश होतो त्याला सामान्यतः मोटर किंवा न्यूरोमोटर युनिट म्हणतात.

भरपूरमोटार युनिट्स प्रति स्नायू

बारीक हालचालींसाठी (बोटांनी, जीभ, डोळ्याचे बाह्य स्नायू) अनुकूल केलेल्या स्नायूंमध्ये.

काहीप्रति स्नायू मोटर युनिट्स

इनर्व्हेशन घनता कमी आहे

1 मोटर न्यूरॉन 700-1000 तंतू अंतर्भूत करतो)

स्नायूंमध्ये जे पवित्रास समर्थन देतात आणि "उग्र" हालचाली करतात (खोडाचे स्नायू).

सारकोमेरे हे स्नायू पेशींच्या संकुचित उपकरणाचे कार्यात्मक एकक आहे.सारकोमेरेची लांबी 2.5 µm आहे, व्यास 1 µm आहे.

जाड मायोफिलामेंट्स - मायोसिन रेणूंद्वारे तयार होतात, चार हलक्या मायोसिन साखळ्या आणि दोन जड साखळ्या एकत्र वळतात.

मायोसिन हेवी चेन म्हणजे मायोसिन डोके आणि मान.

डोक्यात ATPase क्रियाकलाप आहे

मानेमध्ये लवचिक गुणधर्म असतात.

जाड फिलामेंटमध्ये 150 मायोसिन रेणू असतात.

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली, जाड मायोफिलामेंटवर 120 अंशांच्या कोनात स्थित प्रोट्र्यूशन्स दिसतात. त्यांना क्रॉस ब्रिज म्हणतात, हे पूल मायोसिन रेणूंच्या डोके आणि मानाने तयार होतात, त्यांची लांबी 20 एनएम असते. .

पातळ मायोफिलामेंट्स ग्लोब्युलर ऍक्टिन प्रोटीन रेणूपासून तयार केले जातात. ॲक्टिन फिलामेंट्स हे वळण घेतलेले दुहेरी हेलिक्स आहेत. सारकोमेरमध्ये असे 2000 फिलामेंट्स आहेत.

हे फिलामेंट Z-प्लेटला एका टोकाला जोडलेले असतात आणि दुसरे टोक सरकोमेरेच्या मध्यभागी पोहोचते.

एका स्नायू फायबरला एका सायनॅप्समधून मज्जातंतूचा आवेग प्राप्त होतो

1. प्रीसिनॅप्टिक झिल्लीची मोठी पृष्ठभाग

2. सिनॅप्टिक क्लेफ्टमध्ये अनेक GAGs आणि माइटोकॉन्ड्रिया असतात

3. पोस्टसिनॅप्टिक झिल्लीचे उत्कृष्ट फोल्डिंग

4. कोणतीही बेरीज नाही - PKP लगेच PD मध्ये जातो.

प्रथिने ट्रोपोमायोसिनचे फिलामेंट सारखे रेणू ऍक्टिन हेलिक्सच्या अनुदैर्ध्य खोबणीमध्ये स्थित असतात. ट्रोपोमायोसिन ऍक्टिन फिलामेंट्सवर सक्रिय साइट बंद करते

ट्रोपोनिन रेणू ट्रोपोमायोसिन रेणूशी एकसमान जोडलेले असतात. हे प्रथिन Ca++ केशन बांधू शकते

नियामक प्रथिने - संकल्पना आणि प्रकार. श्रेणी "नियामक प्रथिने" 2017, 2018 चे वर्गीकरण आणि वैशिष्ट्ये.

नियामक प्रथिने(लॅटिन रेग्युलोमधून - क्रमाने ठेवा, स्थापित करा), विविध कार्यांच्या नियमनमध्ये सामील असलेल्या प्रथिनांचा समूह. बायोकेम प्रक्रिया. प्रथिने प्रथिनांचा एक महत्त्वाचा गट, ज्याला हा लेख समर्पित केला आहे, ते प्रथिने आहेत जे डीएनएशी संवाद साधतात आणि जनुक अभिव्यक्ती नियंत्रित करतात (जीवाची वैशिष्ट्ये आणि गुणधर्मांमधील जीन अभिव्यक्ती). अशा बहुसंख्य आर. बी. स्तरावर चालते प्रतिलेखन(DNA टेम्पलेटवर मेसेंजर RNA, किंवा mRNA चे संश्लेषण) आणि mRNA संश्लेषण (अनुक्रमे, एक्टिव्हेटर प्रोटीन्स आणि रिप्रेसर प्रोटीन्स) च्या सक्रियकरण किंवा दडपशाही (दडपशाही) साठी जबाबदार आहे.

ज्ञात अंदाजे. 10 दमन करणारे. नायब. त्यापैकी, प्रोकेरिओट्स (जीवाणू, निळा-हिरवा शैवाल), एस्चेरिचिया कोली (ई. कोली) मधील लैक्टोज चयापचय (लाक रेप्रेसर) मध्ये गुंतलेल्या एन्झाईम्सच्या संश्लेषणाचे नियमन करणारे आणि बॅक्टेरियोफेज ए चे दाब करणारे, यांचा अभ्यास केला गेला आहे. त्यांची कृती विशिष्टशी बंधनकारक करून लक्षात येते. संबंधित जनुकांचे डीएनए विभाग (ऑपरेटर) आणि या जनुकांद्वारे एन्कोड केलेल्या mRNA च्या लिप्यंतरणाची सुरुवात अवरोधित करणे.

रिप्रेसर हा सहसा दोन समान पॉलीपेप्टाइड साखळ्यांचा एक डायमर असतो जो परस्पर विरुद्ध दिशेने केंद्रित असतो. दडपणारे शारीरिकरित्या प्रतिबंधित करतात आरएनए पॉलिमरेजप्रवर्तक प्रदेशात डीएनएमध्ये सामील व्हा (डीएनए-आश्रित आरएनए पॉलिमरेझ एन्झाइमची बंधनकारक साइट जी डीएनए टेम्पलेटवर एमआरएनएचे संश्लेषण उत्प्रेरित करते) आणि एमआरएनएचे संश्लेषण सुरू करा. असे गृहीत धरले जाते की दडपणारा केवळ ट्रान्सक्रिप्शनच्या प्रारंभामध्ये हस्तक्षेप करतो आणि mRNA च्या वाढीवर परिणाम करत नाही.

रेप्रेसर पेशींचे संश्लेषण नियंत्रित करू शकतो. एक प्रथिने किंवा अनेक प्रथिने, ज्याची अभिव्यक्ती समन्वित आहे. नियमानुसार, हे एक चयापचय सेवा देणारे एंजाइम आहेत. मार्ग; त्यांची जनुके एका ओपेरॉनचा भाग आहेत (परस्पर जोडलेल्या जनुकांचा आणि लगतच्या नियामक प्रदेशांचा संच).

Mn. रेप्रेसर सक्रिय आणि निष्क्रिय अशा दोन्ही स्वरूपात अस्तित्वात असू शकतात, ते इंड्यूसर किंवा कोरेप्रेसरशी संबंधित आहेत की नाही यावर अवलंबून (अनुक्रमे, सबस्ट्रेट्स, ज्याच्या उपस्थितीत विशिष्ट एन्झाइमच्या संश्लेषणाचा दर विशेषतः वाढतो किंवा कमी होतो; पहा. एंजाइम नियामक); हे संवाद सहसंयोजक नसलेला स्वभाव आहे.

कार्यक्षम जनुक अभिव्यक्तीसाठी, केवळ प्रेरक प्रेरक द्वारे निष्क्रिय केले जाणे आवश्यक नाही तर ते विशेषतः लक्षात घेणे देखील आवश्यक आहे. सकारात्मक स्विच-ऑन सिग्नल, जो R. b. द्वारे मध्यस्थी आहे, चक्रीय सह "पेअर" कार्य करतो. एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएएमपी). नंतरचे विशिष्ट R. b शी बांधले जाते. (तथाकथित सीएपी प्रोटीन-कॅटाबोलाइट जीन ॲक्टिव्हेटर, किंवा प्रोटीन कॅटाबोलिझम ॲक्टिव्हेटर-बीएके). हे घाटासह एक डायमर आहे. m. 45 हजार CAMP ला बंधनकारक केल्यानंतर, ते विशिष्ट जोडण्याची क्षमता प्राप्त करते. डीएनएवरील क्षेत्रे, संबंधित ओपेरॉनच्या जनुकांच्या प्रतिलेखनाची कार्यक्षमता झपाट्याने वाढवते. या प्रकरणात, CAP mRNA साखळीच्या वाढीच्या दरावर परिणाम करत नाही, परंतु लिप्यंतरण आरंभीच्या टप्प्यावर नियंत्रण ठेवते - प्रवर्तकाला RNA पॉलिमरेझचे संलग्नक. रिप्रेसरच्या विरूद्ध, सीएपी (सीएएमपीसह कॉम्प्लेक्समध्ये) आरएनए पॉलिमरेझचे डीएनएशी बंधन सुलभ करते आणि ट्रान्सक्रिप्शन दीक्षा अधिक वारंवार बनवते. ज्या साइटवर CAP DNA ला जोडते ती जागा थेट प्रवर्तकाला लागून असते जेथे ऑपरेटर स्थानिकीकृत आहे त्याच्या विरुद्ध बाजूस आहे.

सकारात्मक नियमन (उदाहरणार्थ, ई. कोलायचे लाख ओपेरॉन) सरलीकृत योजनेद्वारे वर्णन केले जाऊ शकते: ग्लुकोज (मुख्य कार्बन स्त्रोत) च्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे, सीएएमपीची एकाग्रता वाढते, जी एटीएसला जोडते, आणि लाख प्रवर्तकासह परिणामी कॉम्प्लेक्स. परिणामी, प्रवर्तकाला आरएनए पॉलिमरेझचे बंधन उत्तेजित केले जाते आणि जनुकांच्या लिप्यंतरणाचा दर वाढतो, जे एन्झाईम्स एन्कोड करतात जे सेलला कार्बनच्या दुसर्या स्रोत - लैक्टोजच्या वापरावर स्विच करण्याची परवानगी देतात. इतर विशेष R. b आहेत. (उदा., प्रोटीन सी), ज्याचे कार्य अधिक जटिल योजनेद्वारे वर्णन केले आहे; ते जनुकांच्या एका अरुंद श्रेणीवर नियंत्रण ठेवतात आणि ते दाबणारे आणि सक्रिय करणारे दोन्ही म्हणून काम करू शकतात.

रिप्रेसर्स आणि ऑपेरॉन-विशिष्ट सक्रियकर्ते RNA पॉलिमरेजच्या विशिष्टतेवर परिणाम करत नाहीत. नियमनची ही शेवटची पातळी वस्तुमान असलेल्या प्रकरणांमध्ये लागू केली जाते. व्यक्त जनुकांच्या स्पेक्ट्रममध्ये बदल. अशा प्रकारे, E. coli मध्ये, जनुके एन्कोडिंग हीट शॉक प्रथिने, जी सेलच्या अनेक तणावाच्या परिस्थितीत व्यक्त केली जातात, तेव्हाच RNA पॉलिमरेझद्वारे वाचली जातात जेव्हा विशेष R. b.-t. घटक s 32. या आर.बी.चे संपूर्ण कुटुंब. (एस-फॅक्टर) जे RNA पॉलिमरेझची प्रवर्तक विशिष्टता बदलतात ते बॅसिली आणि इतर जीवाणूंमध्ये आढळले आहेत.

डॉ. R.b ची विविधता उत्प्रेरक बदलते आरएनए पॉलिमरेझचे गुणधर्म (तथाकथित अँटिटर्मिनेटर प्रोटीन). अशाप्रकारे, अशी दोन प्रथिने बॅक्टेरियोफेज एक्स मध्ये ओळखली जातात, जी आरएनए पॉलिमरेझमध्ये बदल करतात जेणेकरून ते ट्रान्सक्रिप्शन समाप्तीसाठी सेल्युलर सिग्नलचे पालन करत नाही (हे फेज जनुकांच्या सक्रिय अभिव्यक्तीसाठी आवश्यक आहे).

अनुवांशिक सामान्य योजना नियंत्रण, R.b. च्या कार्यासह, जीवाणू आणि युकेरियोटिक पेशींना देखील लागू आहे (बॅक्टेरिया आणि निळ्या-हिरव्या शैवाल वगळता सर्व जीव).

युकेरियोटिक. पेशी बाह्यांना प्रतिसाद देतात सिग्नल (त्यांच्यासाठी हे, उदाहरणार्थ, हार्मोन्स आहेत) तत्त्वतः तशाच प्रकारे जिवाणू पेशी पोषक घटकांच्या एकाग्रतेतील बदलांवर प्रतिक्रिया देतात. वातावरणात, म्हणजे वैयक्तिक जनुकांच्या उलट करण्यायोग्य दडपशाही किंवा सक्रियकरण (अवसाद) द्वारे. त्याच वेळी, R.b., जे एकाच वेळी मोठ्या संख्येने जनुकांच्या क्रियाकलापांवर नियंत्रण ठेवते, विविध प्रकारे वापरले जाऊ शकते. संयोजन तत्सम संयोजन अनुवांशिक. नियमन भिन्नता प्रदान करू शकते. परस्परसंवादामुळे संपूर्ण जटिल बहुपेशीय जीवांचा विकास. की R. b ची तुलनेने कमी संख्या.

युकेरियोट्समधील जनुकांच्या क्रियाकलापांचे नियमन करण्याच्या प्रणालीमध्ये अतिरिक्त घटक आहेत. बॅक्टेरियामध्ये नसलेली पातळी, म्हणजे सर्व न्यूक्लियोसोम्सचे भाषांतर (पुनरावृत्ती होणारे उपयुनिट्स क्रोमॅटिन),ट्रान्सक्रिप्शन युनिटमध्ये सक्रिय (डीकंडेन्स्ड) फॉर्ममध्ये त्या पेशींमध्ये समाविष्ट केले जाते जेथे हे जनुक कार्यशीलपणे सक्रिय असावे. असे गृहीत धरले जाते की विशिष्ट R. b चा संच येथे गुंतलेला आहे, ज्याचे प्रोकॅरिओट्समध्ये कोणतेही analogues नाहीत. हे प्रथिने केवळ विशिष्टपणे ओळखत नाहीत. क्रोमॅटिन (किंवा डीएनए) चे विभाग, परंतु समीप भागात काही संरचनात्मक बदल देखील करतात. Rb, एक्टिव्हेटर्स आणि बॅक्टेरियाच्या दडपशाही प्रमाणेच, एक्टिव्हेटर क्षेत्रांमध्ये वैयक्तिक जनुकांच्या त्यानंतरच्या ट्रान्सक्रिप्शनच्या नियमनात सहभागी होतात. क्रोमॅटिन

R.b चा विस्तृत वर्ग. युकेरियोट्स- रिसेप्टर प्रथिनेस्टिरॉइड हार्मोन्स.

R.b चा अमिनो आम्ल क्रम. एन्कोड केलेले तथाकथित नियामक जीन्स. रिप्रेसरच्या म्युटेशनल निष्क्रियतेमुळे एमआरएनएचे अनियंत्रित संश्लेषण होते आणि परिणामी, विशिष्ट प्रथिने (परिणामी प्रसारण mRNA मॅट्रिक्सवर प्रोटीन संश्लेषण). अशा जीवांना म्हणतात. घटक उत्परिवर्ती. उत्परिवर्तनाच्या परिणामी ॲक्टिव्हेटरचे नुकसान नियमित प्रोटीनच्या संश्लेषणात सतत घट होते.

लिट.:स्ट्रेयर एल., बायोकेमिस्ट्री, ट्रान्स. इंग्रजीतून, खंड 3, एम., 1985, पृ. 112-25.

ज्ञात अंदाजे. 10 दमन करणारे. नायब. त्यापैकी, प्रोकेरिओट्स (जीवाणू, निळा-हिरवा शैवाल), एस्चेरिचिया कोली (ई. कोली) मधील लैक्टोज चयापचय (लाक रेप्रेसर) मध्ये गुंतलेल्या एन्झाईम्सच्या संश्लेषणाचे नियमन करणारे आणि बॅक्टेरियोफेज ए चे दाब करणारे, यांचा अभ्यास केला गेला आहे. त्यांची कृती विशिष्टशी बंधनकारक करून लक्षात येते. संबंधित जीन्सचे डीएनए विभाग (ऑपरेटर) आणि या जनुकांद्वारे एन्कोड केलेल्या mRNA च्या ट्रान्सक्रिप्शनची सुरुवात अवरोधित करणे.

रिप्रेसर हा सहसा दोन समान पॉलीपेप्टाइड साखळ्यांचा एक डायमर असतो जो परस्पर विरुद्ध दिशेने केंद्रित असतो. दडपणारे शारीरिकरित्या प्रतिबंधित करतात आरएनए पॉलिमरेजप्रवर्तक प्रदेशात डीएनएमध्ये सामील व्हा (डीएनए-आश्रित आरएनए पॉलिमरेझ एन्झाइमची बंधनकारक साइट जी डीएनए टेम्पलेटवर एमआरएनएचे संश्लेषण उत्प्रेरित करते) आणि एमआरएनएचे संश्लेषण सुरू करा. असे गृहीत धरले जाते की दाबणारा केवळ प्रतिलेखनाच्या आरंभामध्ये हस्तक्षेप करतो आणि mRNA च्या वाढीवर परिणाम करत नाही.

रेप्रेसर पेशींचे संश्लेषण नियंत्रित करू शकतो. एक प्रथिने किंवा अनेक प्रथिने, ज्याची अभिव्यक्ती समन्वित आहे. नियमानुसार, हे एंजाइम आहेत जे एका मेटाबोलाइटची सेवा करतात. मार्ग; त्यांची जनुके एका ओपेरॉनचा भाग आहेत (परस्पर जोडलेल्या जनुकांचा संच आणि समीप नियामक प्रदेश).

युकेरियोट्समधील जनुकांच्या क्रियाकलापांचे नियमन करण्याच्या प्रणालीमध्ये अतिरिक्त घटक आहेत. बॅक्टेरियामध्ये नसलेली पातळी, म्हणजे सर्व न्यूक्लियोसोम्सचे भाषांतर (पुनरावृत्ती होणारे उपयुनिट्स क्रोमॅटिन),ट्रान्सक्रिप्शन युनिटमध्ये सक्रिय (डीकंडेन्स्ड) फॉर्ममध्ये त्या पेशींमध्ये समाविष्ट केले जाते जेथे हे जनुक कार्यशीलपणे सक्रिय असावे. असे गृहीत धरले जाते की विशिष्ट R. b चा संच येथे गुंतलेला आहे, ज्याचे प्रोकॅरिओट्समध्ये कोणतेही analogues नाहीत. हे प्रथिने केवळ विशिष्टपणे ओळखत नाहीत. क्रोमॅटिन (किंवा डीएनए) चे विभाग, परंतु कॉल देखीललगतच्या भागात काही संरचनात्मक बदल आहेत. Rb, एक्टिव्हेटर्स आणि बॅक्टेरियाच्या दडपशाही प्रमाणेच, एक्टिव्हेटर क्षेत्रांमध्ये वैयक्तिक जनुकांच्या त्यानंतरच्या ट्रान्सक्रिप्शनच्या नियमनात सहभागी होतात. क्रोमॅटिन

R.b चा विस्तृत वर्ग. युकेरियोट्स- रिसेप्टर प्रथिनेस्टिरॉइड हार्मोन्स.

लिट.:स्ट्रेयर एल., बायोकेमिस्ट्री, ट्रान्स. इंग्रजीतून, खंड 3, एम., 1985, पृ. 112-25.

पी.एल. इवानोव.

कोणत्याही जीवातील जनुकांचे कार्य - प्रोकेरियोटिक, युकेरियोटिक, युनिसेल्युलर किंवा मल्टीसेल्युलर - नियंत्रित आणि समन्वित केले जाते.

वेगवेगळ्या जीन्समध्ये असमान ऐहिक क्रिया असते. त्यापैकी काही सतत क्रियाकलाप द्वारे दर्शविले जातात. अशी जीन्स आयुष्यभर सेल किंवा जीवासाठी आवश्यक असलेल्या प्रथिनांच्या संश्लेषणासाठी जबाबदार असतात, उदाहरणार्थ, जीन्स ज्यांची उत्पादने एटीपीच्या संश्लेषणात गुंतलेली असतात. बहुतेक जीन्समध्ये विसंगत क्रियाकलाप असतात; ते केवळ विशिष्ट क्षणी कार्य करतात, जेव्हा त्यांच्या उत्पादनांची आवश्यकता असते - प्रथिने. जीन्स त्यांच्या क्रियाकलापांच्या पातळीमध्ये देखील भिन्न असतात (कमी किंवा उच्च).

सेल प्रथिने नियामक आणि संरचनात्मक म्हणून वर्गीकृत आहेत. नियामक प्रथिने नियामक जनुकांवर संश्लेषित केली जातात आणि संरचनात्मक जनुकांच्या कार्यावर नियंत्रण ठेवतात.स्ट्रक्चरल जीन्स स्ट्रक्चरल प्रोटीन्स एन्कोड करतात जे स्ट्रक्चरल, एन्झाइमेटिक, ट्रान्सपोर्ट आणि इतर फंक्शन्स करतात (नियामक वगळता!).

प्रथिने संश्लेषणाचे नियमन या प्रक्रियेच्या सर्व टप्प्यांवर केले जाते: लिप्यंतरण, भाषांतर आणि अनुवादानंतरचे बदल, एकतर प्रेरण किंवा दडपशाहीद्वारे.

युकेरियोटिक जीवांमधील जनुकांच्या क्रियाकलापांचे नियमन हे प्रोकेरियोटिक जनुक अभिव्यक्तीच्या नियमनपेक्षा खूपच जटिल आहे, जे युकेरियोटिक जीवांच्या संघटनेच्या जटिलतेद्वारे आणि विशेषत: बहुपेशीय जीवाद्वारे निर्धारित केले जाते. 1961 मध्ये, फ्रेंच शास्त्रज्ञ एफ. जेकब, जे. मोनोड आणि ए. लव्होव्ह यांनी प्रथिनांच्या संश्लेषणाच्या अनुवांशिक नियंत्रणाचे मॉडेल तयार केले जे पेशीद्वारे लैक्टोजचे शोषण उत्प्रेरित करते - ओपेरॉनची संकल्पना.

ओपेरॉन हा जनुकांचा एक समूह आहे ज्यांचे ऑपरेशन एकाच जनुक नियामकाद्वारे नियंत्रित केले जाते.

रेग्युलेटर जनुक हा एक जनुक आहे ज्यामध्ये सतत कमी क्रियाकलाप असतो; त्यावर एक रेप्रेसर प्रोटीन संश्लेषित केले जाते - एक नियामक प्रथिन जो ऑपरेटरशी कनेक्ट होऊ शकतो, त्यास निष्क्रिय करतो.

अनुवांशिक माहिती वाचण्यासाठी ऑपरेटर हा प्रारंभिक बिंदू आहे;

लैक्टोज ऑपेरॉनच्या स्ट्रक्चरल जीन्समध्ये लैक्टोज मेटाबॉलिझममध्ये गुंतलेल्या एन्झाईम्सबद्दल माहिती असते. म्हणून, लैक्टोज एक प्रेरक म्हणून काम करेल - एक एजंट जो ऑपरचे ऑपरेशन सुरू करतो.

प्रवर्तक हे आरएनए पॉलिमरेझ जोडण्याचे ठिकाण आहे.

टर्मिनेटर ही साइट आहे जिथे mRNA संश्लेषण समाप्त होते.

इंड्यूसरच्या अनुपस्थितीत, सिस्टम कार्य करत नाही, कारण रिप्रेसर, इंड्यूसरपासून "मुक्त" - लैक्टोज - ऑपरेटरशी जोडलेला असतो. या प्रकरणात, एंजाइम आरएनए पॉलिमरेझ एमआरएनए संश्लेषणाच्या प्रक्रियेस उत्प्रेरित करू शकत नाही. जर लैक्टोज (प्रेरक) सेलमध्ये दिसला तर तो रिप्रेसरशी संवाद साधतो, त्याची रचना बदलतो, परिणामी रिप्रेसर ऑपरेटरला सोडतो. आरएनए पॉलिमरेझ प्रवर्तकाला बांधते आणि mRNA संश्लेषण सुरू होते (स्ट्रक्चरल जीन्सचे ट्रान्सक्रिप्शन). मग mRNA-लैक्टोज ऑपेरॉनच्या कार्यक्रमानुसार राइबोसोम्सवर प्रथिने तयार होतात. प्रोकेरियोटिक जीवांमध्ये, ऑपेरॉनच्या सर्व संरचनात्मक जनुकांमधील माहिती एका mRNA रेणूवर कॉपी केली जाते, म्हणजे. ओपेरॉन हे ट्रान्सक्रिप्शनचे एकक आहे. जोपर्यंत लैक्टोज रेणू सेल सायटोप्लाझममध्ये राहतात तोपर्यंत ट्रान्सक्रिप्शन चालू असते. सेलद्वारे सर्व रेणूंवर प्रक्रिया होताच, ऑपरेटरद्वारे दाबणारा बंद केला जातो आणि mRNA संश्लेषण थांबते.

अशा प्रकारे, mRNA संश्लेषण आणि त्यानुसार, प्रथिने संश्लेषण काटेकोरपणे नियमन करणे आवश्यक आहे, कारण सेलमध्ये सर्व संरचनात्मक जनुकांचे एकाचवेळी लिप्यंतरण आणि भाषांतर करण्यासाठी पुरेसे संसाधने नाहीत. दोन्ही प्रो- आणि युकेरियोट्स सतत फक्त त्या mRNA चे संश्लेषण करतात जे मूलभूत सेल्युलर कार्ये करण्यासाठी आवश्यक असतात इतर स्ट्रक्चरल जीन्सची अभिव्यक्ती नियामक प्रणालींच्या कठोर नियंत्रणाखाली चालते जी विशिष्ट प्रथिने (प्रथिने) ची गरज निर्माण होते तेव्हाच लिप्यंतरण सुरू करतात. .

नियामक प्रथिने (लॅटिन रेगुलोमधून - क्रमाने लावा, स्थापित करा), प्रथिनांचा समूह. विविध नियमन मध्ये सहभागी बायोकेम प्रक्रिया. नियामक प्रथिनांचा एक महत्त्वाचा गट, ज्याला हा लेख समर्पित केला आहे, ते प्रथिने आहेत जे डीएनएशी संवाद साधतात आणि जनुक अभिव्यक्ती नियंत्रित करतात (जीवाच्या गुणधर्म आणि गुणधर्मांमधील जनुकाची अभिव्यक्ती). यातील बहुतांश नियामक प्रथिने ट्रान्सक्रिप्शन स्तरावर कार्य करतात (डीएनए टेम्प्लेटवर मेसेंजर RNA, किंवा mRNA चे संश्लेषण) आणि mRNA संश्लेषण (अनुक्रमे, ॲक्टिव्हेटर प्रोटीन्स आणि रिप्रेसर प्रोटीन) च्या सक्रियतेसाठी किंवा दडपशाही (दडपशाही) साठी जबाबदार असतात.

ज्ञात अंदाजे. 10 दमन करणारे. नायब. त्यापैकी, प्रोकेरिओट्स (जीवाणू, निळा-हिरवा शैवाल), एस्चेरिचिया कोली (ई. कोली) मधील लैक्टोज चयापचय (लाक रेप्रेसर) मध्ये गुंतलेल्या एन्झाईम्सच्या संश्लेषणाचे नियमन करणारे आणि बॅक्टेरियोफेज ए चे दाब करणारे, यांचा अभ्यास करण्यात आला. त्यांची कृती विशिष्टशी बंधनकारक करून लक्षात येते. संबंधित जनुकांचे डीएनए विभाग (ऑपरेटर) आणि या जनुकांद्वारे एन्कोड केलेल्या mRNA च्या लिप्यंतरणाची सुरुवात अवरोधित करणे.

रिप्रेसर हा सहसा दोन समान पॉलीपेप्टाइड साखळ्यांचा एक डायमर असतो जो परस्पर विरुद्ध दिशेने केंद्रित असतो. रिप्रेसर शारीरिकरित्या RNA पॉलिमरेझला प्रवर्तक प्रदेशात DNA मध्ये सामील होण्यापासून रोखतात (डीएनए-आश्रित RNA पॉलिमरेझ एंझाइमसाठी बंधनकारक साइट जे DNA टेम्पलेटवर mRNA चे संश्लेषण उत्प्रेरित करते) आणि mRNA संश्लेषण सुरू करते. असे गृहीत धरले जाते की दाबणारा केवळ प्रतिलेखनाच्या आरंभामध्ये हस्तक्षेप करतो आणि mRNA च्या वाढीवर परिणाम करत नाही.

रेप्रेसर पेशींचे संश्लेषण नियंत्रित करू शकतो. एक प्रथिने किंवा अनेक प्रथिने. ज्याची अभिव्यक्ती समन्वित आहे. नियमानुसार, हे एंजाइम आहेत जे एका मेटाबोलाइटची सेवा करतात. मार्ग; त्यांची जनुके एका ओपेरॉनचा भाग आहेत (परस्पर जोडलेल्या जनुकांचा संच आणि समीप नियामक प्रदेश).

Mn. रेप्रेसर सक्रिय आणि निष्क्रिय अशा दोन्ही स्वरूपात अस्तित्वात असू शकतात, ते इंड्यूसर किंवा कोरेप्रेसर्सशी संबंधित आहेत की नाही यावर अवलंबून (अनुक्रमे, सबस्ट्रेट्स ज्याच्या उपस्थितीत विशिष्ट एंजाइमच्या संश्लेषणाचा दर विशेषतः वाढला किंवा कमी केला जातो; एन्झाइम रेग्युलेटर पहा); हे संवाद सहसंयोजक नसलेला स्वभाव आहे.

कार्यक्षम जनुक अभिव्यक्तीसाठी, केवळ प्रेरक द्वारे प्रेप्रेसर निष्क्रिय करणे आवश्यक नाही तर ते विशेषतः अंमलात आणणे देखील आवश्यक आहे. सकारात्मक स्विच-ऑन सिग्नल, जो चक्रीय सह "संबंधित" कार्य करणाऱ्या नियामक प्रथिनेद्वारे मध्यस्थी केली जाते. एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएएमपी). नंतरचे विशिष्ट नियामक प्रथिने (तथाकथित CAP catabolite जनुक एक्टिव्हेटर प्रोटीन, किंवा catabolism activator protein-BAK) यांच्याशी जोडले जाते. हे घाटासह एक डायमर आहे. m. 45 हजार CAMP ला बंधनकारक केल्यानंतर, ते विशिष्ट जोडण्याची क्षमता प्राप्त करते. डीएनएवरील क्षेत्रे, संबंधित ओपेरॉनच्या जनुकांच्या प्रतिलेखनाची कार्यक्षमता झपाट्याने वाढवते. या प्रकरणात, CAP mRNA साखळीच्या वाढीच्या दरावर परिणाम करत नाही, परंतु लिप्यंतरण आरंभीच्या टप्प्यावर नियंत्रण ठेवते - प्रवर्तकाला RNA पॉलिमरेझचे संलग्नक. रिप्रेसरच्या विरूद्ध, सीएपी (सीएएमपीसह कॉम्प्लेक्समध्ये) आरएनए पॉलिमरेझचे डीएनएशी बंधन सुलभ करते आणि ट्रान्सक्रिप्शन दीक्षा अधिक वारंवार बनवते. ज्या साइटवर CAP DNA ला जोडते ती जागा थेट प्रवर्तकाला लागून असते जेथे ऑपरेटर स्थानिकीकृत आहे त्याच्या विरुद्ध बाजूस आहे.

सकारात्मक नियमन (उदाहरणार्थ, ई. कोलीचे लाख ओपेरॉन) सरलीकृत योजनेद्वारे वर्णन केले जाऊ शकते: ग्लूकोज (मुख्य कार्बन स्त्रोत) च्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे, सीएएमपीची एकाग्रता वाढते, जी सीएपीला जोडते, आणि लाख प्रवर्तकासह परिणामी कॉम्प्लेक्स. परिणामी, प्रवर्तकाला आरएनए पॉलिमरेझचे बंधन उत्तेजित केले जाते आणि जीन्सच्या लिप्यंतरणाचा दर वाढतो जे एन्झाईम्स एन्कोड करतात जे सेलला दुस-या कार्बन स्रोत, लैक्टोजच्या वापराकडे जाण्याची परवानगी देतात. इतर विशेष नियामक प्रथिने आहेत (उदाहरणार्थ, प्रोटीन सी), ज्याचे कार्य अधिक जटिल योजनेद्वारे वर्णन केले आहे; ते जनुकांच्या एका अरुंद श्रेणीवर नियंत्रण ठेवतात आणि ते दाबणारे आणि सक्रिय करणारे दोन्ही म्हणून काम करू शकतात.

रिप्रेसर्स आणि ऑपेरॉन-विशिष्ट सक्रियकर्ते RNA पॉलिमरेजच्या विशिष्टतेवर परिणाम करत नाहीत. नियमनची ही शेवटची पातळी वस्तुमान असलेल्या प्रकरणांमध्ये लागू केली जाते. व्यक्त जनुकांच्या स्पेक्ट्रममध्ये बदल. अशाप्रकारे, ई. कोलीमध्ये, सेलच्या अनेक तणावाच्या परिस्थितीत व्यक्त केलेली हीट शॉक प्रथिने एन्कोड करणारी जीन्स आरएनए पॉलिमरेझद्वारे वाचली जातात जेव्हा विशेष नियामक प्रथिने, तथाकथित, त्याच्या रचनामध्ये समाविष्ट केली जातात. घटक s32. या नियामक प्रथिनांचे संपूर्ण कुटुंब (एस-फॅक्टर), जे आरएनए पॉलिमरेझच्या प्रवर्तक विशिष्टतेत बदल करतात, बॅसिली आणि इतर जीवाणूंमध्ये आढळले आहेत.

डॉ. विविध नियामक प्रथिने उत्प्रेरक बदलतात. आरएनए पॉलिमरेझचे गुणधर्म (तथाकथित अँटिटर्मिनेटर प्रोटीन). अशाप्रकारे, अशी दोन प्रथिने बॅक्टेरियोफेज एक्स मध्ये ओळखली जातात, जी आरएनए पॉलिमरेझमध्ये बदल करतात जेणेकरून ते ट्रान्सक्रिप्शन समाप्तीसाठी सेल्युलर सिग्नलचे पालन करत नाही (हे फेज जनुकांच्या सक्रिय अभिव्यक्तीसाठी आवश्यक आहे).

अनुवांशिक सामान्य योजना नियंत्रण, नियामक प्रथिनांच्या कार्यासह, जीवाणू आणि युकेरियोटिक पेशींवर देखील लागू होते (बॅक्टेरिया आणि निळ्या-हिरव्या शैवाल वगळता सर्व जीव).

युकेरियोटिक. पेशी बाह्यांना प्रतिसाद देतात सिग्नल (त्यांच्यासाठी, हे, उदाहरणार्थ, संप्रेरक) तत्त्वतः, बॅक्टेरियाच्या पेशी पोषणाच्या एकाग्रतेतील बदलांवर प्रतिक्रिया देतात त्याच प्रकारे असतात. वातावरणातील पदार्थ, उदा. वैयक्तिक जनुकांच्या उलट करण्यायोग्य दडपशाही किंवा सक्रियकरण (अवसाद) द्वारे. या प्रकरणात, नियामक प्रथिने जे एकाच वेळी मोठ्या संख्येने जनुकांच्या क्रियाकलापांवर नियंत्रण ठेवतात ते विविध प्रकारे वापरले जाऊ शकतात. संयोजन तत्सम संयोजन अनुवांशिक. नियमन भिन्नता प्रदान करू शकते. परस्परसंवादामुळे संपूर्ण जटिल बहुपेशीय जीवांचा विकास. मुख्य नियामक प्रथिने तुलनेने कमी संख्या

युकेरियोट्समधील जनुकांच्या क्रियाकलापांचे नियमन करण्याच्या प्रणालीमध्ये अतिरिक्त घटक आहेत. एक स्तर जी जीवाणूंमध्ये अनुपस्थित आहे, म्हणजे, ट्रान्सक्रिप्शन युनिटचा भाग असलेल्या सर्व न्यूक्लियोसोम्स (क्रोमॅटिन सबयुनिट्सची पुनरावृत्ती) चे भाषांतर त्या पेशींमध्ये सक्रिय (डीकंडेन्स्ड) स्वरूपात ज्या पेशींमध्ये हे जनुक कार्यशीलपणे सक्रिय असावे. असे गृहीत धरले जाते की विशिष्ट नियामक प्रथिनांचा संच ज्यामध्ये प्रोकेरियोट्समध्ये कोणतेही एनालॉग नाहीत. हे प्रथिने केवळ विशिष्टपणे ओळखत नाहीत. क्रोमॅटिन (किंवा डीएनए) चे विभाग, परंतु समीप भागात काही संरचनात्मक बदल देखील करतात. बॅक्टेरियल ॲक्टिव्हेटर्स आणि रिप्रेसर्स सारखी नियामक प्रथिने ॲक्टिव्हेटर क्षेत्रांमध्ये वैयक्तिक जनुकांच्या त्यानंतरच्या ट्रान्सक्रिप्शनच्या नियमनामध्ये गुंतलेली दिसतात. क्रोमॅटिन

नियामक प्रथिनांचा एक विस्तृत वर्ग म्हणजे स्टिरॉइड संप्रेरकांचे युकेरियोटिक रिसेप्टर प्रथिने.

नियामक प्रथिनांचे अमीनो ऍसिड अनुक्रम तथाकथित द्वारे एन्कोड केले जाते. नियामक जीन्स. रिप्रेसरच्या म्युटेशनल निष्क्रियतेमुळे mRNA चे अनियंत्रित संश्लेषण होते आणि परिणामी, विशिष्ट प्रोटीनचे (mRNA मॅट्रिक्सवर भाषांतर-प्रोटीन संश्लेषणाचा परिणाम म्हणून). अशा जीवांना म्हणतात. घटक उत्परिवर्ती. उत्परिवर्तनाच्या परिणामी ॲक्टिव्हेटरचे नुकसान नियमित प्रोटीनच्या संश्लेषणात सतत घट होते.

(लॅटिन रेग्युलोमधून - क्रमाने ठेवा, स्थापित करा), विविध कार्यांच्या नियमनमध्ये सामील असलेल्या प्रथिनांचा समूह. बायोकेम प्रक्रिया. प्रथिने प्रथिनांचा एक महत्त्वाचा गट, ज्याला हा लेख समर्पित केला आहे, ते प्रथिने आहेत जे डीएनएशी संवाद साधतात आणि जनुक अभिव्यक्ती नियंत्रित करतात (जीवाची वैशिष्ट्ये आणि गुणधर्मांमधील जीन अभिव्यक्ती). अशा बहुसंख्य आर. बी. स्तरावर चालते प्रतिलेखन(DNA टेम्पलेटवर मेसेंजर RNA, किंवा mRNA चे संश्लेषण) आणि mRNA संश्लेषण (अनुक्रमे, एक्टिव्हेटर प्रोटीन्स आणि रिप्रेसर प्रोटीन्स) च्या सक्रियकरण किंवा दडपशाही (दडपशाही) साठी जबाबदार आहे.

ज्ञात अंदाजे. 10 दमन करणारे. नायब. त्यापैकी, प्रोकेरिओट्स (जीवाणू, निळा-हिरवा शैवाल), एस्चेरिचिया कोली (ई. कोली) मधील लैक्टोज चयापचय (लाक रेप्रेसर) मध्ये गुंतलेल्या एन्झाईम्सच्या संश्लेषणाचे नियमन करणारे आणि बॅक्टेरियोफेज ए चे दाब करणारे, यांचा अभ्यास केला गेला आहे. त्यांची कृती विशिष्टशी बंधनकारक करून लक्षात येते. संबंधित जीन्सचे डीएनए विभाग (ऑपरेटर) आणि या जनुकांद्वारे एन्कोड केलेल्या mRNA च्या ट्रान्सक्रिप्शनची सुरुवात अवरोधित करणे.

रिप्रेसर हा सहसा दोन समान पॉलीपेप्टाइड साखळ्यांचा एक डायमर असतो जो परस्पर विरुद्ध दिशेने केंद्रित असतो. दडपणारे शारीरिकरित्या प्रतिबंधित करतात आरएनए पॉलिमरेजप्रवर्तक प्रदेशात डीएनएमध्ये सामील व्हा (डीएनए-आश्रित आरएनए पॉलिमरेझ एन्झाइमची बंधनकारक साइट जी डीएनए टेम्पलेटवर एमआरएनएचे संश्लेषण उत्प्रेरित करते) आणि एमआरएनएचे संश्लेषण सुरू करा. असे गृहीत धरले जाते की दाबणारा केवळ प्रतिलेखनाच्या आरंभामध्ये हस्तक्षेप करतो आणि mRNA च्या वाढीवर परिणाम करत नाही.

युकेरियोट्समधील जनुकांच्या क्रियाकलापांचे नियमन करण्याच्या प्रणालीमध्ये अतिरिक्त घटक आहेत. बॅक्टेरियामध्ये नसलेली पातळी, म्हणजे सर्व न्यूक्लियोसोम्सचे भाषांतर (पुनरावृत्ती होणारे उपयुनिट्स क्रोमॅटिन),ट्रान्सक्रिप्शन युनिटमध्ये सक्रिय (डीकंडेन्स्ड) फॉर्ममध्ये त्या पेशींमध्ये समाविष्ट केले जाते जेथे हे जनुक कार्यशीलपणे सक्रिय असावे. असे गृहीत धरले जाते की विशिष्ट R. b चा संच येथे गुंतलेला आहे, ज्याचे प्रोकॅरिओट्समध्ये कोणतेही analogues नाहीत. हे प्रथिने केवळ विशिष्टपणे ओळखत नाहीत. क्रोमॅटिन (किंवा डीएनए) चे विभाग, परंतु कॉल देखीललगतच्या भागात काही संरचनात्मक बदल आहेत. Rb, एक्टिव्हेटर्स आणि बॅक्टेरियाच्या दडपशाही प्रमाणेच, एक्टिव्हेटर क्षेत्रांमध्ये वैयक्तिक जनुकांच्या त्यानंतरच्या ट्रान्सक्रिप्शनच्या नियमनात सहभागी होतात. क्रोमॅटिन

R.b चा विस्तृत वर्ग. युकेरियोट्स- रिसेप्टर प्रथिनेस्टिरॉइड हार्मोन्स.

===
स्पॅनिश लेखासाठी साहित्य "नियामक प्रथिने": स्ट्रेयर एल., बायोकेमिस्ट्री, ट्रान्स. इंग्रजीतून, खंड 3, एम., 1985, पृ. 112-25.

पी.एल. इवानोव.

पान "नियामक प्रथिने"रासायनिक विश्वकोशातील सामग्रीवर आधारित तयार.

हेही वाचा