Nā Operans i ka Hoʻoponopono ʻana o ka Bacteria Gene
ʻO ka hoʻoponopono ʻana o nā genes ka hiki o nā cell ke "hoʻā" a "pani" paha i ka hōʻike ʻana o nā genes e like me ka mea e pono ai. I loko o nā bacteria, he mea koʻikoʻi kēia hoʻoponopono no ka mea noho lākou i nā wahi e loli wikiwiki ana—hiki ke hoʻonui koke ʻia a emi iho paha ka loaʻa ʻana o nā meaʻai, hiki ke kū koke mai nā kūlana hopohopo, a pono nā bacteria e pane pono e ola. ʻO kahi manaʻo nui e wehewehe ana i ke ʻano o ka hoʻonohonoho ʻana o nā bacteria i ka hōʻike ʻana o nā genes ʻo ia ka operon. ʻAe nā Operons i nā genes he nui me nā hana pili e hoʻomalu ʻia ma ke ʻano he ʻāpana hoʻokahi, e ʻae ana i nā bacteria e mālama i ka ikehu a wikiwiki i nā pane adaptive.
Ke Hoʻomaopopo nei i nā Operans
ʻO ka operon kahi ʻāpana hana o ka DNA i loko o ka bacteria i loaʻa i kahi hui o nā genes hoʻonohonoho i loaʻa i kahi moʻo hoʻokahi a hōʻike pū ʻia ma lalo o ka mana o kahi mea hoʻoponopono maʻamau. ʻO ka maʻamau, hana nā genes i loko o kahi operon i hoʻokahi mRNA polycistronic—ʻo ia hoʻi, lawe kahi mole mRNA hoʻokahi i ka ʻike no ka unuhi ʻana i nā protein he nui i ka manawa like. ʻOkoʻa kēia mai nā meaola eukaryotic he nui, ka mea maʻamau e hana i ka mRNA monocistronic (hoʻokahi mRNA no kahi protein hoʻokahi).
Ua hoʻolaha mua ʻia ke kumumanaʻo o nā operons e François Jacob lāua ʻo Jacques Monod ma o nā haʻawina e pili ana iā Escherichia coli (E. coli), ʻo ia hoʻi ka lac operon, ka mea e kāohi ana i ka hoʻohana ʻana i ka lactose. Ua hōʻike kā lākou noiʻi e hiki i nā bacteria ke hoʻoponopono i ka hōʻike ʻana o nā gene ma muli o ka loaʻa ʻana o ka substrate, a ʻo kēia ʻano hana e pili ana i ka launa pū ʻana o nā protein hoʻoponopono me ka DNA ma nā wahi kikoʻī.
Nā ʻĀpana Nui o Operon
Ma keʻano laulā, he nui nā ʻāpana koʻikoʻi o kahi operon:
1. Mea Hoʻolaha
ʻO ka mea hoʻolaha kahi moʻo DNA kahi e hoʻopaʻa ai ʻo RNA polymerase e hoʻomaka i ka transcription. ʻO ka ikaika o ka mea hoʻolaha (pehea ka maʻalahi o ka hoʻopaʻa ʻana o RNA polymerase) e pili ana i ka wikiwiki o ka transcription.
2. Mea Hana
He ʻāpana o ka DNA ka mea hana e hana ana ma ke ʻano he "switch" no ka mea ʻo ia ke kahua e hoʻopili ai nā protein hoʻoponopono, e like me nā repressors. Ke hoʻopaʻa kahi repressor i kahi mea hana, ua pāpā pinepine ʻia ka transcription.
3. Nā genes kūkulu
ʻO kēia nā genes e code no nā protein hana, no ka laʻana nā enzymes no ka metabolism o kahi mea, nā protein halihali membrane, a i ʻole nā ʻāpana biosynthesis.
4. Nā genes hoʻoponopono (aia pinepine ma waho o ka operon)
Hoʻopili nā genes hoʻoponopono i nā protein hoʻoponopono e like me nā repressors a i ʻole nā mea hoʻoulu. Hiki i nā huahana gene hoʻoponopono ke hoʻopaʻa i nā mea hana a i ʻole nā wahi ʻē aʻe ma ka DNA e kaohi i ka transcription.
Ma waho aʻe o nā ʻāpana nui ma luna, loaʻa i kekahi mau operons nā wahi hoʻopaʻa activator, nā terminators transcription, a me nā mea ʻē aʻe e hoʻomaʻemaʻe i ka kaohi o ka hōʻike ʻana.
No ke aha he mea maikaʻi nā operons i nā bacteria?
Hāʻawi nā Operans i kekahi mau pono kūpono:
– Ka hoʻonohonoho ʻana o ka hōʻike ʻana: Hiki ke hōʻike pū ʻia nā genes i komo i hoʻokahi ala metabolic, i ʻole e hana ʻia kekahi protein "makehewa" me ka ʻole o kona hoa.
– Ka pono o ka ikehu: Pono ka hana ʻana i ka protein i nā kumuwaiwai he nui. Me nā operons, pale nā bacteria i ka hoʻonele ʻana i ka ikehu ke kākoʻo ʻole nā kūlana o ke kaiapuni i ka hoʻohana ʻana i kēlā ala.
– Pane wikiwiki: No ka mea, ua hoʻoponopono ʻia nā genes ma ke ʻano he ʻāpana hoʻokahi, hiki i nā loli liʻiliʻi i ke kānāwai (e laʻa, ka hoʻopaʻa ʻana i ka mea hoʻopaʻa) ke hoʻololi i ka hōʻike ʻana o kekahi mau genes i ka manawa hoʻokahi.
Nā ʻAno Hoʻoponopono: Nā ʻŌnaehana Hoʻokomo a me ka Hoʻopaʻi
Ma ke ʻano maʻamau, hiki ke puʻunaue ʻia ka hoʻoponopono operon i ʻelua mau ʻāpana ākea e pili ana i kona mana hoʻomalu: nā operons inducible a me nā operons repressible.
1. Nā Operons Inducible: Laʻana o ka lac Operon
Hoʻoponopono ka lac operon ma E. coli i ka haki ʻana o ka lactose. ʻO kāna mau genes hoʻonohonoho nui ʻo lacZ, lacY, a me lacA:
– hoʻopili ʻo lacZ i ka β-galactosidase nāna e wāwahi i ka lactose,
– hoʻopili ʻo lacY i kahi permease e kōkua ai i ka hoʻokomo ʻana i ka lactose i loko o ke kelepona,
– hoʻopili ʻo lacA i ka transacetylase (hana hou aʻe).
I ka loaʻa ʻole o ka lactose, hoʻopaʻa ka protein repressor (ka huahana o ka gene lacI) i ka mea hoʻohana, e ālai ana i ka RNA polymerase a ʻaʻohe a haʻahaʻa loa paha ka transcription. Ke loaʻa ka lactose, hoʻololi ʻia kekahi o ka lactose i allolactose (kahi inducer), kahi e hoʻopaʻa ai i ka repressor. Hoʻololi kēia hoʻopaʻa ʻana i ke ʻano o ka repressor, e ʻae ana iā ia e hoʻokaʻawale mai ka mea hoʻohana. ʻO ka hopena, hiki i ka RNA polymerase ke kope i nā genes lac, a hoʻomaka ka bacteria e hana i nā enzymes lactose-splitting.
Hōʻike pū ka lac operon i ka hoʻoponopono paʻakikī ma o ka catabolite repression. Ke loaʻa ka glucose (ke kumu ikehu makemake ʻia), emi nā pae cAMP, e pale ana i ka hoʻokumu kūpono ʻana o ka CAP-cAMP complex. Me ka ʻole o kēia mea hoʻoulu, ʻoiai ke loaʻa ka lactose, ʻaʻole kūpono ka hōʻike ʻana o ka lac operon. No laila, hoʻoikaika ka bacteria i ka glucose ma mua o ka hoʻohana ʻana i ka lactose.
2. Nā Operons Repressable: Laʻana o ka trp Operon
Hoʻoponopono ka trp operon i ka biosynthesis o ka amino acid tryptophan. ʻAʻole e like me ka lac operon, hana nui ka trp operon i ka wā e haʻahaʻa ai ka tryptophan, no ka mea, pono ke kelepona e hana iā ia iho. Ke kiʻekiʻe nā pae tryptophan, hana ka tryptophan ma ke ʻano he corepressor: hoʻopaʻa ia i ka trp repressor, e hoʻāla ana i ka hiki o ka repressor ke hoʻopaʻa i ka mea hana, a pēlā e hoʻōki ai i ka transcription.
He maʻalahi ke kumu: inā nui ka tryptophan, ʻaʻole pono ka ikehu e hana hou iā ia; ua pio ka operon.
Nā Hoʻoponopono Hou: Hoʻēmi ʻana
I loko o kekahi mau operons, me ka trp operon, aia kekahi ʻano hana hou i kapa ʻia ʻo attenuation. Hilinaʻi kēia ʻano hana i ka pilina paʻa ma waena o ka transcription a me ka unuhi ʻana i loko o ka bacteria (hiki i nā mea ʻelua ke hana kokoke i ka manawa like). I loko o ka trp operon, hiki i kahi moʻo "alakaʻi" ke hana i kahi ʻano hairpin ma ka mRNA. Hiki i kēia ʻano hana ke hana ma ke ʻano he terminator mua o ka transcription.
Ke kiʻekiʻe ka tryptophan, neʻe koke ka ribosome ma mua o ka ʻāpana alakaʻi, e ʻae ana i ka hairpin terminator e hana, a pau ka transcription ma mua o ka hoʻopaʻa piha ʻia ʻana o ka gene structural. Ke haʻahaʻa ka tryptophan, kū ka ribosome ma ka tryptophan codon, e pale ana i ka hairpin terminator mai ka hana ʻana a e ʻae ana i ka transcription e hoʻomau. Ma kēia ʻano, loaʻa i ke kelepona ka mana maikaʻi ma luna o ka pae o ka loaʻa ʻana o ka tryptophan.
Nā Operans a me ka Pūnaewele Hoʻoponopono Gene Broader
ʻOiai ke ʻano maʻalahi o ka manaʻo o kahi operon, he pūnaewele paʻakikī ka hoʻoponopono ʻana o nā gene bacteria. ʻAʻole i hoʻoponopono ʻia nā operons he nui e kahi mea hoʻopau hoʻokahi, akā e nā mea hoʻoponopono he nui, me nā mea hoʻoulu, nā mea ʻike kaiapuni, a me nā ʻōnaehana ʻelua-ʻāpana e pili ana i nā protein kinases a me nā mea hoʻoponopono pane. ʻAe kēia mau ʻōnaehana i ka bacteria e hoʻololi i ka pH, ka mahana, ke kaomi osmotic, ka loaʻa ʻana o ka nitrogen, nā mea ʻawahia, a me nā hōʻailona mai nā microbes ʻē aʻe.
Eia kekahi, hiki i nā bacteria ke hoʻololi i ka hiki ke komo i ka DNA ma o nā protein nucleoid-binding a hoʻohana i nā RNA liʻiliʻi e hoʻopilikia ai (sRNA) e kāohi a hoʻomaikaʻi paha i ka unuhi ʻana o nā mRNA i manaʻo ʻia. Eia nō naʻe, ʻo nā operons ke kumu koʻikoʻi no ka hoʻonohonoho ʻana i nā genes hana i loko o hoʻokahi ʻāpana hoʻoponopono.
Ka Pili o nā Operons i ka Biotechnology a me ke Ola Kino
He mea koʻikoʻi ka hoʻomaopopo ʻana i nā operons i ka biotechnology. Hoʻohana ka nui o nā ʻōnaehana hōʻike gene laboratory i nā mea hoʻolaha a me nā mea hana i hoʻololi ʻia mai nā operons bacteria, e like me ka ʻōnaehana inducible lac-based no ka hana ʻana i nā protein recombinant. I ka lāʻau lapaʻau, pili pū ka hoʻoponopono operon i ka pathogenicity bacteria—ua hoʻoponopono ʻia kekahi mau genes virulence a me ke kūʻē ʻana i ka antibiotic e hoʻāla koke ʻia i ka wā e noho ai ka bacteria i loko o kahi kikowaena a i ʻole i hōʻike ʻia i kahi lāʻau.
Eia kekahi, ʻo ke aʻo ʻana i nā operons e kōkua i nā mea noiʻi e hoʻomaopopo pehea e ulu ai nā bacteria ma o ka hoʻohui ʻana i nā genes e hana pū ana. ʻO nā hui o nā genes i hoʻonohonoho ʻia i loko o nā operons e neʻe pinepine ma o ka hoʻoili ʻana o nā genes ākea, e ʻae ana i nā hiki metabolic hou e puka koke mai i nā heluna bacteria.
Ka hopena
He hoʻolālā hoʻoponopono gene kū hoʻokahi a kūpono hoʻi nā Operons i loko o nā bacteria, e ʻae ana i nā genes he nui e hōʻike like ʻia ma lalo o hoʻokahi kaohi. Ma o nā ʻāpana e like me nā mea hoʻolaha, nā mea hoʻokele, nā genes hoʻonohonoho, a me nā protein hoʻoponopono, hiki i nā bacteria ke pane koke i nā loli o ke kaiapuni a me ka ikehu. Hōʻike nā operons lac a me trp i ʻelua mau logics hoʻoponopono koʻikoʻi - ka hoʻokomo ʻana a me ka hoʻopaʻa ʻana - i hoʻomaʻemaʻe ʻia e nā ʻano hana hou e like me ka catabolite repression a me ka attenuation. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i nā operons ʻaʻole wale e hāʻawi i kahi ʻike kumu o ka biology molecular bacteria akā hāʻawi pū kekahi i kahi kumu waiwai no nā noi biotechnology, ka noiʻi genetic, a me nā hoʻolālā no ka mālama ʻana i nā maʻi lele.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke hoʻohui i kahi kiʻi hoʻolālā o nā ʻāpana operon, kahi papa hoʻohālikelike lac vs trp, a i ʻole kahi papa inoa o nā puke a me nā puke pai e hoʻoikaika i kēia ʻatikala.
