ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು
ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಜೀವಕೋಶಗಳು ಅಗತ್ಯವಿರುವಂತೆ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು "ಆನ್" ಅಥವಾ "ಆಫ್" ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ. ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ನಿಯಂತ್ರಣವು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ವೇಗವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುತ್ತವೆ - ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಲಭ್ಯತೆ ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಬಹುದು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬಹುದು, ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ಉದ್ಭವಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಬದುಕಲು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಬೇಕು. ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯೆಂದರೆ ಒಪೆರಾನ್. ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಸಂಬಂಧಿತ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬಹು ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಘಟಕವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಆಪರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು
ಒಪೆರಾನ್ ಎಂಬುದು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಲ್ಲಿನ ಡಿಎನ್‌ಎಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಘಟಕವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಒಂದೇ ಅನುಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರುವ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಕ ಅಂಶದ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಿಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೀನ್‌ಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಒಪೆರಾನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಜೀನ್‌ಗಳು ಒಂದೇ ಪಾಲಿಸಿಸ್ಟ್ರೋನಿಕ್ mRNA ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ - ಅಂದರೆ ಒಂದೇ mRNA ಅಣುವು ಬಹು ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅನುವಾದಿಸಲು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಅನೇಕ ಯುಕ್ಯಾರಿಯೋಟಿಕ್ ಜೀವಿಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೊನೊಸಿಸ್ಟ್ರೋನಿಕ್ mRNA (ಒಂದೇ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗೆ ಒಂದು mRNA) ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.
ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಮೊದಲು ಫ್ರಾಂಕೋಯಿಸ್ ಜಾಕೋಬ್ ಮತ್ತು ಜಾಕ್ವೆಸ್ ಮೊನೊಡ್ ಅವರು ಎಸ್ಚೆರಿಚಿಯಾ ಕೋಲಿ (ಇ. ಕೋಲಿ), ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಲ್ಯಾಕ್ ಒಪೆರಾನ್ ಮೇಲಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳ ಮೂಲಕ ಜನಪ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದರು. ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ತಲಾಧಾರದ ಲಭ್ಯತೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಈ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಡಿಎನ್‌ಎಯೊಂದಿಗೆ ನಿಯಂತ್ರಕ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಯು ತೋರಿಸಿದೆ.
ಒಪೆರಾನ್‌ನ ಮುಖ್ಯ ಘಟಕಗಳು
ಒಪೆರಾನ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ:
1. ಪ್ರವರ್ತಕ
ಪ್ರವರ್ತಕವು ಡಿಎನ್‌ಎ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ಆರ್‌ಎನ್‌ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಪ್ರತಿಲೇಖನವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರವರ್ತಕದ ಬಲವು (ಆರ್‌ಎನ್‌ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಎಷ್ಟು ಸುಲಭವಾಗಿ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ) ಪ್ರತಿಲೇಖನದ ದರದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.
2. ಆಪರೇಟರ್
ಆಪರೇಟರ್ ಎನ್ನುವುದು ಡಿಎನ್‌ಎಯ ಒಂದು ಭಾಗವಾಗಿದ್ದು ಅದು "ಸ್ವಿಚ್" ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ರೆಪ್ರೆಸರ್‌ಗಳಂತಹ ನಿಯಂತ್ರಕ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು ಲಗತ್ತಿಸುವ ತಾಣವಾಗಿದೆ. ರೆಪ್ರೆಸರ್ ಆಪರೇಟರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸಿದಾಗ, ಪ್ರತಿಲೇಖನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
3. ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೀನ್‌ಗಳು
ಇವು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಕೇತ ನೀಡುವ ಜೀನ್‌ಗಳಾಗಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ವಸ್ತುವಿನ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಕಿಣ್ವಗಳು, ಪೊರೆಯ ಸಾಗಣೆ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಜೈವಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಘಟಕಗಳು.
4. ನಿಯಂತ್ರಕ ಜೀನ್‌ಗಳು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಪೆರಾನ್‌ನ ಹೊರಗೆ ಇರುತ್ತವೆ)
ನಿಯಂತ್ರಕ ಜೀನ್‌ಗಳು ರೆಪ್ರೆಸರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್‌ಗಳಂತಹ ನಿಯಂತ್ರಕ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ನಿಯಂತ್ರಕ ಜೀನ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಪ್ರತಿಲೇಖನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ನಿರ್ವಾಹಕರು ಅಥವಾ DNA ಯ ಇತರ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಬಂಧಿಸಬಹುದು.
ಮೇಲಿನ ಮುಖ್ಯ ಘಟಕಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಕೆಲವು ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಸೈಟ್‌ಗಳು, ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಕ್ರಿಪ್ಷನ್ ಟರ್ಮಿನೇಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಪರಿಷ್ಕರಿಸುವ ಇತರ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿವೆ.
ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಿಗೆ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಏಕೆ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿ?
ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಹಲವಾರು ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ:
– ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ಸಮನ್ವಯ: ಒಂದು ಚಯಾಪಚಯ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅದರ ಪಾಲುದಾರರಿಲ್ಲದೆ "ವ್ಯರ್ಥವಾಗಿ" ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
– ಶಕ್ತಿ ದಕ್ಷತೆ: ಪ್ರೋಟೀನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಪರಿಸರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಆ ಮಾರ್ಗದ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸದಿದ್ದಾಗ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯರ್ಥ ಮಾಡುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತವೆ.
– ತ್ವರಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ: ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಘಟಕವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದರಿಂದ, ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳು (ಉದಾ., ರೆಪ್ರೆಸರ್ ಬೈಂಡಿಂಗ್) ಹಲವಾರು ಜೀನ್‌ಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು.
ನಿಯಂತ್ರಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು: ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಮತ್ತು ದಮನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು
ಶಾಸ್ತ್ರೀಯವಾಗಿ, ಒಪೆರಾನ್ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಅದರ ನಿಯಂತ್ರಣ ತರ್ಕದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಎರಡು ವಿಶಾಲ ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಪ್ರೇರಿತ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದಾದ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು.
1. ಪ್ರೇರಿಸಬಹುದಾದ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು: ಲ್ಯಾಕ್ ಒಪೆರಾನ್‌ನ ಉದಾಹರಣೆ
ಇ. ಕೋಲಿಯಲ್ಲಿರುವ ಲ್ಯಾಕ್ ಒಪೆರಾನ್ ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್‌ನ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಮುಖ್ಯ ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೀನ್‌ಗಳು lacZ, lacY ಮತ್ತು lacA:
– lacZ ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಅನ್ನು ಒಡೆಯುವ β-ಗ್ಯಾಲಕ್ಟೋಸಿಡೇಸ್ ಅನ್ನು ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ,
– ಲ್ಯಾಕ್ವೈ ಜೀವಕೋಶದೊಳಗೆ ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಂಕೇತಿಸುತ್ತದೆ,
– ಲ್ಯಾಕ್ಎ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಅಸಿಟಿಲೇಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಕೇತಿಸುತ್ತದೆ (ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಕಾರ್ಯ).
ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ರಿಪ್ರೆಸರ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ (ಲ್ಯಾಕ್ಐ ಜೀನ್‌ನ ಉತ್ಪನ್ನ) ಆಪರೇಟರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಆರ್‌ಎನ್‌ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಅಥವಾ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಲೇಖನವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಲಭ್ಯವಿದ್ದಾಗ, ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್‌ನ ಕೆಲವು ಭಾಗವು ಅಲೋಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ (ಪ್ರೇರೇಸರ್) ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ರೆಪ್ರೆಸರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಬಂಧವು ರೆಪ್ರೆಸರ್‌ನ ಆಕಾರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಪರೇಟರ್‌ನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಆರ್‌ಎನ್‌ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಲ್ಯಾಕ್ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ನಕಲಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್-ವಿಭಜಿಸುವ ಕಿಣ್ವಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ.
ಲ್ಯಾಕ್ ಒಪೆರಾನ್ ಕ್ಯಾಟಬೋಲೈಟ್ ನಿಗ್ರಹದ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ಲೂಕೋಸ್ (ಆದ್ಯತೆಯ ಶಕ್ತಿ ಮೂಲ) ಲಭ್ಯವಿರುವಾಗ, cAMP ಮಟ್ಟಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ, CAP-cAMP ಸಂಕೀರ್ಣದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ರಚನೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಇಲ್ಲದೆ, ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಇದ್ದರೂ ಸಹ, ಲ್ಯಾಕ್ ಒಪೆರಾನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಲ್ಯಾಕ್ಟೋಸ್ ಬಳಕೆಯ ಮೇಲೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್‌ಗೆ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡುತ್ತವೆ.
2. ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದಾದ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು: ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಒಪೆರಾನ್‌ನ ಉದಾಹರಣೆ
ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಒಪೆರಾನ್ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್‌ನ ಜೈವಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಲ್ಯಾಕ್ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಒಪೆರಾನ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಕೋಶವು ಅದನ್ನು ಸ್ವತಃ ತಯಾರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಮಟ್ಟಗಳು ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಕೋರ್‌ಪ್ರೆಸರ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ: ಇದು ಟಿಆರ್‌ಪಿ ರೆಪ್ರೆಸರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಆಪರೇಟರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸುವ ರಿಪ್ರೆಸರ್‌ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಪ್ರತಿಲೇಖನವನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತದೆ.
ತರ್ಕ ಸರಳವಾಗಿದೆ: ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಹೇರಳವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ; ಒಪೆರಾನ್ ಆಫ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.
ಹೆಚ್ಚುವರಿ ನಿಯಮ: ಕ್ಷೀಣತೆ
ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಒಪೆರಾನ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಕೆಲವು ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಅಟೆನ್ಯೂಯೇಷನ್ ಎಂಬ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಿದೆ. ಈ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ಮತ್ತು ಅನುವಾದದ ನಡುವಿನ ಬಿಗಿಯಾದ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ (ಎರಡೂ ಬಹುತೇಕ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು). ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಒಪೆರಾನ್‌ನಲ್ಲಿ, "ಲೀಡರ್" ಅನುಕ್ರಮವು mRNA ಮೇಲೆ ಹೇರ್ಪಿನ್ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ಈ ರಚನೆಯು ಪ್ರತಿಲೇಖನದ ಆರಂಭಿಕ ಟರ್ಮಿನೇಟರ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು.
ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಅಧಿಕವಾಗಿದ್ದಾಗ, ರೈಬೋಸೋಮ್ ಲೀಡರ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ದಾಟಿ ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, ಹೇರ್ ಪಿನ್ ಟರ್ಮಿನೇಟರ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೀನ್ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಕಲು ಮಾಡುವ ಮೊದಲು ಪ್ರತಿಲೇಖನ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ. ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ರೈಬೋಸೋಮ್ ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಕೋಡಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಗಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಹೇರ್ ಪಿನ್ ಟರ್ಮಿನೇಟರ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಲೇಖನ ಮುಂದುವರಿಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಕೋಶವು ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ ಲಭ್ಯತೆಯ ಮಟ್ಟದ ಮೇಲೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ.
ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಜಾಲ
ಒಪೆರಾನ್ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಸರಳವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದರೂ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಣವು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಜಾಲವಾಗಿದೆ. ಅನೇಕ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ರೆಪ್ರೆಸರ್‌ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್‌ಗಳು, ಪರಿಸರ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಕೈನೇಸ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ನಿಯಂತ್ರಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಎರಡು-ಘಟಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಬಹು ನಿಯಂತ್ರಕಗಳಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು pH, ತಾಪಮಾನ, ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ, ಸಾರಜನಕ ಲಭ್ಯತೆ, ವಿಷಕಾರಿ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ಬರುವ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾಯ್ಡ್-ಬಂಧಿಸುವ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ DNA ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಗುರಿ mRNA ಗಳ ಅನುವಾದವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಲು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಣ್ಣ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಮಾಡುವ RNA ಗಳನ್ನು (sRNA ಗಳು) ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಅದೇನೇ ಇದ್ದರೂ, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ನಿಯಂತ್ರಕ ಘಟಕವಾಗಿ ಸಂಘಟಿಸಲು ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿ ಉಳಿದಿವೆ.
ಜೈವಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಆರೋಗ್ಯದಲ್ಲಿ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳ ಪ್ರಸ್ತುತತೆ
ಜೈವಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳಿಂದ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡ ಪ್ರವರ್ತಕರು ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾಹಕರನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಮರುಸಂಯೋಜಿತ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರೇರಿತ ಲ್ಯಾಕ್-ಆಧಾರಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆ. ವೈದ್ಯಕೀಯದಲ್ಲಿ , ಒಪೆರಾನ್ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ರೋಗಕಾರಕತೆಗೆ ಸಹ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ - ಕೆಲವು ವೈರಲೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಜೀವಕ ನಿರೋಧಕ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಹೋಸ್ಟ್‌ನೊಳಗೆ ಇರುವಾಗ ಅಥವಾ ಔಷಧಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಒಪೆರಾನ್ ಆಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಇದಲ್ಲದೆ, ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಗುಂಪು ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಹೇಗೆ ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳಾಗಿ ಸಂಘಟಿತವಾದ ಜೀನ್‌ಗಳ ಗುಂಪುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಮತಲ ಜೀನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ , ಇದು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಚಯಾಪಚಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು, ಒಂದೇ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬಹು ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಸಮನ್ವಯವಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರವರ್ತಕರು, ನಿರ್ವಾಹಕರು, ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೀನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಕ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳಂತಹ ಘಟಕಗಳ ಮೂಲಕ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಪರಿಸರ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ-ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಬಹುದು. ಲ್ಯಾಕ್ ಮತ್ತು ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯಂತ್ರಕ ತರ್ಕಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ - ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಮತ್ತು ನಿಗ್ರಹ - ಇವುಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಟಬೊಲೈಟ್ ನಿಗ್ರಹ ಮತ್ತು ಅಟೆನ್ಯೂಯೇಷನ್‌ನಂತಹ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಪೆರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಆಣ್ವಿಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದ ಮೂಲಭೂತ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದಲ್ಲದೆ , ಜೈವಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು, ಆನುವಂಶಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಸಾಂಕ್ರಾಮಿಕ ರೋಗಗಳಿಗೆ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ನೀಡುವ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ನೀವು ಬಯಸಿದರೆ, ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಬಲಪಡಿಸಲು ನಾನು ಒಪೆರಾನ್ ಘಟಕಗಳ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿವರಣೆ, ಲ್ಯಾಕ್ vs ಟಿಆರ್‌ಪಿ ಹೋಲಿಕೆ ಕೋಷ್ಟಕ ಅಥವಾ ಪುಸ್ತಕಗಳು ಮತ್ತು ಜರ್ನಲ್‌ಗಳ ಗ್ರಂಥಸೂಚಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಬಹುದು.
