Ndị na-arụ ọrụ na nhazi mkpụrụ ndụ ihe nketa nje bacteria
Nhazi mkpụrụ ndụ ihe nketa bụ ikike nke mkpụrụ ndụ iji "gbanye" ma ọ bụ "gbanyụọ" ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa dịka ọ dị mkpa. Na nje bacteria, nhazi a dị oke mkpa n'ihi na ha bi na gburugburu ebe obibi na-agbanwe ngwa ngwa - nnweta nri nwere ike ịbawanye ma ọ bụ belata na mberede, ọnọdụ nrụgide nwere ike ibilite na mberede, nje bacteria ga-azaghachi nke ọma iji dị ndụ. Otu echiche dị mkpa nke na-akọwa otu nje bacteria si ahazi ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa bụ operon. Operons na-ekwe ka a chịkwaa ọtụtụ mkpụrụ ndụ ihe nketa nwere ọrụ ndị metụtara ya dị ka otu otu, na-enye nje bacteria ohere ịchekwa ike ma mee ka mmeghachi omume mgbanwe dị ngwa.
Ịghọta Ndị Ọrụ
Operon bụ otu DNA na-arụ ọrụ na nje bacteria nke nwere otu mkpụrụ ndụ ihe nketa nhazi dị n'otu usoro ma gosipụta ọnụ n'okpuru njikwa nke ihe na-achịkwa otu. Dịka ọ na-adịkarị, mkpụrụ ndụ ihe nketa dị na operon na-emepụta otu polycistronic mRNA—nke pụtara na otu molekul mRNA na-ebu ozi maka ịtụgharị ọtụtụ protein n'otu oge. Nke a dị iche na ọtụtụ ihe ndị dị ndụ eukaryotic, nke na-emepụtakarị mRNA monocistronic (otu mRNA maka otu protein).
François Jacob na Jacques Monod bu ụzọ mee ka echiche nke operons pụta ìhè site na ọmụmụ ihe gbasara Escherichia coli (E. coli), ọkachasị lac operon, nke na-achịkwa ojiji lactose. Nnyocha ha gosiri na nje bacteria nwere ike ịchịkwa ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa dabere na nnweta substrate, nakwa na usoro a gụnyere mmekọrịta nke protein ndị na-achịkwa ya na DNA n'ebe ụfọdụ.
Isi ihe dị na Operon
Operon nwere ọtụtụ ihe dị mkpa:
1. Onye nkwalite
Onye nkwalite bụ usoro DNA ebe RNA polymerase na-ejikọ iji malite ntụgharị. Ike nke onye nkwalite (otú RNA polymerase si ejikọta ngwa ngwa) na-emetụta ọnụego ntụgharị.
2. Onye ọrụ
Onye na-arụ ọrụ bụ akụkụ nke DNA nke na-arụ ọrụ dị ka "switch" n'ihi na ọ bụ ebe protein ndị na-achịkwa ihe, dị ka ndị na-egbochi ihe, na-ejikọ. Mgbe onye na-egbochi ihe na-ejikọ na onye na-arụ ọrụ, a na-egbochikarị idetuo ihe.
3. Mkpụrụ ndụ ihe nketa
Ndị a bụ mkpụrụ ndụ ihe nketa nke na-ahazi protein ndị na-arụ ọrụ, dịka ọmụmaatụ enzymes maka metabolism nke ihe, protein mbufe membrane, ma ọ bụ ihe ndị metụtara biosynthesis.
4. Mkpụrụ ndụ ihe nketa na-achịkwa (nke a na-ahụkarị n'èzí operon)
Mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị na-achịkwa ihe na-emepụta protein ndị na-achịkwa ihe dịka ihe mgbochi ma ọ bụ ihe na-eme ka ihe rụọ ọrụ. Ngwaahịa mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị na-achịkwa ihe nwere ike ijikọ na ndị ọrụ ma ọ bụ mpaghara ndị ọzọ na DNA iji chịkwaa ntụgharị ihe.
Na mgbakwunye na ihe ndị bụ isi dị n'elu, ụfọdụ operon nwekwara ebe njikọta activator, ihe nkwụsị ntụgharị, na ihe ndị ọzọ na-eme ka njikwa nke okwu dịkwuo mma.
Gịnị mere operons ji baa uru nye nje bacteria?
Ndị Opera nwere ọtụtụ uru dị iche iche:
– Nhazi nke ngosipụta: Mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị metụtara otu ụzọ metabolic nwere ike ịpụta ọnụ, ka a ghara imepụta protein ọ bụla "n'efu" na-enweghị onye mmekọ ya.
– Ike arụmọrụ: Mmepụta protein chọrọ ọtụtụ ihe onwunwe. Site na operons, nje bacteria na-ezere imefusị ike mgbe ọnọdụ gburugburu ebe obibi anaghị akwado iji ụzọ ahụ.
– Mmeghachi omume ngwa ngwa: Ebe ọ bụ na a na-achịkwa mkpụrụ ndụ ihe nketa dị ka otu unit, obere mgbanwe na nhazi (dịka ọmụmaatụ, njikọ ihe mgbochi) nwere ike ịgbanwe ngosipụta nke ọtụtụ mkpụrụ ndụ ihe nketa n'otu oge.
Usoro Iwu: Sistemụ Ntinye na Mmegide
N'oge gboo, enwere ike kewaa iwu operon n'ime ụdị abụọ sara mbara dabere na usoro njikwa ya: operon a na-akpọ inducible na operon a na-akpọ repressable.
1. Ndị ọrụ na-adịghị ike: Ihe atụ nke lac Operon
Lac operon dị na E. coli na-achịkwa mmebi nke lactose. Mkpụrụ ndụ ihe nketa ya bụ lacZ, lacY, na lacA:
- lacZ na-emepụta β-galactosidase nke na-agbaji lactose,
- lacY na-emepụta permase nke na-enyere aka itinye lactose n'ime sel,
- lacA na-emepụta transacetylase (ọrụ ọzọ).
Ọ bụrụ na lactose adịghị, protein repressor (ngwaahịa nke mkpụrụ ndụ ihe nketa lacI) na-ejikọ na onye na-arụ ọrụ, na-egbochi RNA polymerase ma na-akpata enweghị ma ọ bụ obere ntụgharị. Mgbe lactose dị, a na-agbanwe ụfọdụ lactose ka ọ bụrụ allolactose (ihe na-akpali akpali), nke na-ejikọ na repressor. Njikọ a na-agbanwe ọdịdị nke repressor, na-enye ya ohere iwepụ ya na onye na-arụ ọrụ. N'ihi ya, RNA polymerase nwere ike iṅomi mkpụrụ ndụ ihe nketa lac, nje bacteria na-amalitekwa imepụta enzymes ndị na-ekewa lactose.
Lac operon na-egosipụtakwa usoro nchịkwa dị mgbagwoju anya site na nrụgide catabolite. Mgbe glucose (isi iyi ike kachasị amasị) dị, ọkwa cAMP na-ebelata, na-egbochi nhazi kachasị mma nke CAP-cAMP complex. Na-enweghị ihe mkpali a, ọbụlagodi mgbe lactose dị, ngosipụta lac operon adịghị mma. Ya mere, nje bacteria na-ebute glucose ụzọ karịa iji lactose.
2. Ndị ọrụ ike a na-akpagbu: Ihe atụ nke ndị ọrụ ike a na-akpọ Operon
Ọkpọkọ trp na-achịkwa biosynthesis nke amino acid tryptophan. N'adịghị ka lac operon, ọkpọkọ trp na-arụ ọrụ mgbe tryptophan dị ala, ebe ọ bụ na mkpụrụ ndụ ahụ kwesịrị ime ya n'onwe ya. Mgbe ọkwa tryptophan dị elu, tryptophan na-arụ ọrụ dị ka ihe nrụgide isi: ọ na-ejikọ na ihe mgbochi trp, na-eme ka ikike onye na-egbochi nrụgide ahụ jikọọ na onye na-arụ ọrụ, si otú a na-akwụsị ntụgharị okwu.
Echiche dị mfe: ọ bụrụ na tryptophan bara ụba, ọ chọghị ike iji mepụta ya; a na-agbanyụ operon ahụ.
Iwu Ndị Ọzọ: Mbelata
N'ụfọdụ operon, gụnyere trp operon, usoro ọzọ a na-akpọ attenuation dị. Usoro a dabere na njikọ siri ike dị n'etiti ntụgharị na ntụgharị na nje bacteria (ha abụọ nwere ike ime ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ n'otu oge). Na trp operon, usoro "onye ndu" nwere ike ịmepụta nhazi ntutu isi na mRNA. Nhazi a nwere ike ịrụ ọrụ dị ka ihe na-akwụsị mbido nke ntụgharị.
Mgbe tryptophan dị elu, ribosome na-agafe mpaghara onye ndu ngwa ngwa, na-ekwe ka terminator hairpin mepụta, akwụkwọ edemede na-akwụsị tupu e depụta mkpụrụ ndụ ihe nketa nhazi ahụ nke ọma. Mgbe tryptophan dị ala, ribosome na-akwụsị na tryptophan codon, na-egbochi terminator hairpin ịmepụta ma na-ekwe ka akwụkwọ edemede ahụ gaa n'ihu. N'ụzọ dị otu a, mkpụrụ ndụ ahụ na-enweta njikwa dị mma karịa ọkwa nke tryptophan dị.
Ndị ọrụ na netwọkụ iwu mkpụrụ ndụ ihe nketa sara mbara
Ọ bụ ezie na echiche nke operon dị mfe, nhazi mkpụrụ ndụ ihe nketa nje bacteria bụ n'ezie netwọk dị mgbagwoju anya. Ọtụtụ operon anaghị achịkwa site na otu onye na-egbochi ihe, kama site na ọtụtụ ndị na-achịkwa ihe, gụnyere ndị na-eme ka ihe rụọ ọrụ, ihe mmetụta gburugburu ebe obibi, na sistemụ ihe abụọ nwere protein kinases na ndị na-achịkwa nzaghachi. Sistemụ ndị a na-enye nje bacteria ohere ịgbanwe pH, okpomọkụ, nrụgide osmotic, nnweta nitrogen, ihe ndị na-egbu egbu, na akara sitere na nje ndị ọzọ.
Ọzọkwa, nje bacteria nwere ike ịgbanwe nnweta DNA site na protein ndị na-ejikọta nucleoid ma jiri obere RNA (sRNAs) na-egbochi ma ọ bụ melite ntụgharị nke mRNA ndị a na-elekwasị anya. Agbanyeghị, operons ka bụ ntọala dị mkpa maka ịhazi mkpụrụ ndụ ihe nketa na-arụ ọrụ n'ime otu ngalaba nchịkwa.
Mkpa nke ndị ọrụ na Biotechnology na Ahụike
Ịghọta operons dị oke mkpa na teknụzụ bayotechnoloji. Ọtụtụ sistemụ ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa ụlọ nyocha na-eji ndị na-akwalite na ndị na-arụ ọrụ sitere na operons nje bacteria, dịka sistemụ lac-based inducible maka imepụta protein recombinant. Na ọgwụ, nhazi operon dịkwa mkpa maka ọrịa nje bacteria - ụfọdụ mkpụrụ ndụ ihe nketa nje na-eguzogide ọgwụ nje na-achịkwa operonic ka ha rụọ ọrụ ngwa ngwa mgbe nje bacteria dị n'ime onye ọbịa ma ọ bụ kpughee ya na ọgwụ.
Ọzọkwa, ịmụ operons na-enyere ndị nchọpụta aka ịghọta otu nje bacteria si agbanwe site n'ịchịkọta mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị na-arụkọ ọrụ ọnụ. Otu mkpụrụ ndụ ihe nketa nke a haziri n'ime operons na-agafekarị site na nnyefe mkpụrụ ndụ ihe nketa kwụ ọtọ , na-enye ohere ka ikike metabolic ọhụrụ pụta ngwa ngwa n'ime ọnụọgụ nje bacteria.
Mmechi
Operons bụ usoro pụrụ iche ma dị irè maka ịchịkwa mkpụrụ ndụ ihe nketa na nje bacteria, na-enye ohere ka e gosipụta ọtụtụ mkpụrụ ndụ ihe nketa n'otu njikwa. Site na ihe ndị dị ka ndị na-akwalite, ndị na-arụ ọrụ, mkpụrụ ndụ ihe nketa nhazi, na protein ndị na-achịkwa, nje bacteria nwere ike ịzaghachi mgbanwe gburugburu ebe obibi ngwa ngwa na nke na-arụ ọrụ nke ọma. Lac na trp operons na-egosi usoro iwu abụọ dị mkpa - induction na repression - nke a na-emezi site na usoro ndị ọzọ dị ka catabolite repression na attenuation. Ịghọta operons abụghị naanị na ọ na-enye nghọta dị mkpa nke bayoloji molekul bacteria kamakwa ọ na-enye ntọala bara uru maka ngwa bayoteknọlọji, nyocha mkpụrụ ndụ ihe nketa, na atụmatụ maka ịgwọ ọrịa na-efe efe.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike itinye ihe atụ nke ihe ndị mejupụtara operon, tebụl ntụnyere lac vs trp, ma ọ bụ akwụkwọ ndekọ akwụkwọ nke akwụkwọ na akwụkwọ akụkọ iji mee ka isiokwu a sikwuo ike.
