Li-Opereon Taolong ea Liphatsa tsa Baktheria
Taolo ea liphatsa tsa lefutso ke bokhoni ba lisele ba ho "bulela" kapa ho "tima" tlhahiso ea liphatsa tsa lefutso ha ho hlokahala. Libaktheria, taolo ena ea bohlokoa hobane li phela libakeng tse fetohang ka potlako—ho fumaneha ha limatlafatsi ho ka eketseha kapa ho fokotseha ka tšohanyetso, maemo a sithabetsang a ka hlaha ka tšohanyetso, 'me libaktheria li tlameha ho arabela ka katleho hore li phele. Khopolo e 'ngoe ea bohlokoa e hlalosang kamoo libaktheria li hokahanyang tlhahiso ea liphatsa tsa lefutso kateng ke operon. Li-operons li lumella liphatsa tsa lefutso tse ngata tse nang le mesebetsi e amanang le tsona ho laoloa e le yuniti e le 'ngoe, e leng se lumellang libaktheria ho boloka matla le ho potlakisa likarabo tse ikamahanyang le maemo.
Ho Utloisisa Mesebetsi
Operon ke yuniti e sebetsang ea DNA ka har'a libaktheria e nang le sehlopha sa liphatsa tsa lefutso tse hahiloeng ka tatellano e le 'ngoe 'me li hlahisoa hammoho tlas'a taolo ea karolo e tloaelehileng ea taolo. Ka tloaelo, liphatsa tsa lefutso tse ka har'a operon li hlahisa mRNA e le 'ngoe ea polycistronic - ho bolelang hore molek'hule e le 'ngoe ea mRNA e na le tlhahisoleseling ea ho fetolela liprotheine tse ngata ka nako e le 'ngoe. Sena se fapana le likokoana-hloko tse ngata tsa eukaryotic, tseo hangata li hlahisang mRNA e le 'ngoe (mRNA e le 'ngoe bakeng sa protheine e le 'ngoe).
Khopolo ea li-operon e ile ea tuma ka lekhetlo la pele ke François Jacob le Jacques Monod ka lithuto tsa Escherichia coli (E. coli), haholo-holo lac operon, e laolang tšebeliso ea lactose. Phuputso ea bona e bontšitse hore libaktheria li ka laola tlhahiso ea liphatsa tsa lefutso ho latela boteng ba substrate, le hore mokhoa ona o kenyelletsa tšebelisano ea liprotheine tse laolang le DNA libakeng tse itseng.
Likarolo tse ka Sehloohong tsa Opera
Hangata operon e na le likarolo tse 'maloa tsa bohlokoa:
1. Mohlophisi
Motlatsi ke tatellano ea DNA moo RNA polymerase e tlamang ho qala mongolo. Matla a motlatsi (hore na RNA polymerase e tlamahane habonolo hakae) a ama sekhahla sa mongolo.
2. Motsamaisi
Moemedi ke karolo ea DNA e sebetsang e le "switch" hobane ke sebaka seo liprotheine tse laolang, tse kang li-repressor, li khomarelang ho sona. Ha moemedi a tlama ho moemedi, mongolo hangata oa thibeloa.
3. Lijini tsa sebopeho
Tsena ke dijini tse ngolang diprotheine tse sebetsang, mohlala, dienzyme bakeng sa metabolism ya ntho, diprotheine tsa ho tsamaisa lera, kapa dikarolo tsa biosynthesis.
4. Liphatsa tsa lefutso tse laolang (hangata li fumaneha ka ntle ho operon)
Liphatsa tsa lefutso tse laolang li kenyelletsa liprotheine tse laolang tse kang li-repressor kapa li-activator. Lihlahisoa tsa liphatsa tsa lefutso tse laolang li ka tlama ho basebetsi kapa libaka tse ling ho DNA ho laola phetolelo.
Ntle le dikarolo tse ka sehloohong tse ka hodimo, di-operon tse ding di boetse di na le dibaka tsa ho tlama tsa activator, di-terminator tsa transcription, le dikarolo tse ding tse ntlafatsang taolo ya tlhahiso.
Ke hobane'ng ha li-operon li le molemo ho libaktheria?
Li-Operons li fana ka melemo e 'maloa ea ho ikamahanya le maemo:
– Ho hokahanya tlhahiso: Liphatsa tsa lefutso tse amehang tseleng e le 'ngoe ea metabolism li ka hlahisoa hammoho, e le hore ho se be le protheine e hlahisoang "lefeela" ntle le molekane oa eona.
– Bokgoni ba eneji: Tlhahiso ya protheine e hloka mehlodi e mengata. Ka di-operon, dibaktheria di qoba ho senya eneji ha maemo a tikoloho a sa tshehetse tshebediso ya tsela eo.
– Karabelo e potlakileng: Hobane liphatsa tsa lefutso li laoloa e le yuniti e le 'ngoe, liphetoho tse nyane taolong (mohlala, ho tlamahana ha repressor) li ka fetola tlhahiso ea liphatsa tsa lefutso tse 'maloa ka nako e le' ngoe.
Mekhoa ea Taolo: Mekhoa ea ho Hlahisa le ho Hatella
Ka tloaelo, taolo ea operon e ka aroloa ka mekhahlelo e 'meli e meholo ho latela mokhoa oa eona oa taolo: li-operon tse ka inducible le li-operon tse ka hatelloang.
1. Li-Operons tse sa Hlahisoeng: Mohlala oa lac Opera
Lac operon ho E. coli e laola ho senyeha ha lactose. Liphatsa tsa eona tse ka sehloohong tsa sebopeho ke lacZ, lacC, le lacA:
– lacZ e kenyelletsa β-galactosidase e qhaqhang lactose,
– lacY e kenya permease e thusang ho kenya lactose ka seleng,
– lacA e kenyelletsa transacetylase (mosebetsi o eketsehileng).
Ha ho se na lactose, protheine e hatellang (sehlahisoa sa gene ea lacI) e tlama ho opereishene, e thibela RNA polymerase 'me e baka ho se be le transcription kapa e le tlase haholo. Ha lactose e fumaneha, karolo e 'ngoe ea lactose e fetoloa allolactose (e inducer), e tlamang ho repressor. Ho tlama hona ho fetola sebopeho sa repressor, ho e lumella ho arohana le opereishene. Ka lebaka leo, RNA polymerase e ka kopitsa liphatsa tsa lefutso tsa lac, 'me libaktheria li qala ho hlahisa li-enzyme tse arolang lactose.
Lac operon e boetse e bonts'a taolo e rarahaneng haholoanyane ka ho hatelloa ha catabolite. Ha glucose (mohloli oa matla o khethiloeng) o fumaneha, maemo a cAMP aa fokotseha, e leng se thibelang ho thehoa ho hotle ha motsoako oa CAP-cAMP. Ntle le activator ena, leha lactose e le teng, tlhahiso ea lac operon ha e ntle ka ho fetisisa. Kahoo, libaktheria li beha glucose pele ho tšebeliso ea lactose.
2. Operations e hatelletsoeng: Mohlala oa trp Operaon
Trp operon e laola biosynthesis ea amino acid tryptophan. Ho fapana le lac operon, trp operon hangata e sebetsa ha tryptophan e le tlase, kaha sele e hloka ho iketsetsa eona. Ha maemo a tryptophan a le holimo, tryptophan e sebetsa e le corepressor: e tlama ho trp repressor, e kenya tšebetsong bokhoni ba repressor ba ho tlama ho opereishene, ka hona e emisa ho ngoloa ha mongolo.
Mokhoa o bonolo: haeba tryptophan e le ngata, ha e hloke matla ho e kopanya; operon e timiloe.
Taolo e Eketsehileng: Ho Fokotsa Tekanyo
Ho di-operons tse ding, ho kenyeletswa le trp operon, ho na le mokgwa o mong o bitswang attenuation. Mokgwa ona o itshetlehile hodima ho hokahana ho tiileng pakeng tsa phetolelo le phetolelo ho dibaktheria (ka bobedi di ka etsahala hoo e ka bang ka nako e le nngwe). Ho trp operon, tatellano ya "leader" e ka bopa sebopeho sa hairpin ho mRNA. Sebopeho sena se ka sebetsa e le seqeto sa pele sa phetolelo.
Ha tryptophan e le holimo, ribosome e tsamaea ka potlako ho feta sebaka sa moetapele, e leng se lumellang hore hairpin terminator e thehoe, 'me transcription e eme pele gene ea sebopeho e ngoloa ka botlalo. Ha tryptophan e le tlase, ribosome e ema ho codon ea tryptophan, e thibela hairpin terminator ho thehoa le ho lumella transcription ho tsoela pele. Ka tsela ena, sele e fumana taolo e ntle holim'a boemo ba ho fumaneha ha tryptophan.
Basebelisi le Marangrang a Taolo ea Liphatsa tsa Lefutso tse Pharaletseng
Leha mohopolo oa operon o bonahala o le bonolo, taolo ea liphatsa tsa lefutso tsa baktheria ha e le hantle ke marang-rang a rarahaneng. Li-operon tse ngata ha li laoloe ke repressor e le 'ngoe, empa ke balaoli ba bangata, ho kenyeletsoa le li-activator, li-sensor tsa tikoloho, le litsamaiso tse peli tse kenyeletsang li-protein kinase le balaoli ba karabelo. Litsamaiso tsena li lumella libaktheria ho ikamahanya le pH, mocheso, khatello ea osmotic, ho fumaneha ha naetrojene, lintho tse chefo le matšoao a tsoang ho likokoana-hloko tse ling.
Ho phaella moo, dibaktheria di ka fetola phihlello ya DNA ka diprotheine tse tlamang nucleoid mme tsa sebedisa di-RNA tse nyane tse sitisang (sRNA) ho thibela kapa ho ntlafatsa phetolelo ya di-mRNA tse shebilweng. Leha ho le jwalo, di-operon di ntse di le motheo wa bohlokwa wa ho hlophisa dijini tse sebetsang hore e be yuniti e le nngwe ya taolo.
Bohlokoa ba Basebetsi ho Biotechnology le Bophelo bo Botle
Ho utloisisa li-operon ho bohlokoa theknolojing ea baeloji. Mekhoa e mengata ea tlhahiso ea liphatsa tsa lefutso ea laboratori e sebelisa li-promoter le li-operator tse ikamahantseng le li-operon tsa baktheria, joalo ka sistimi e thehiloeng ho lac e ka hlahisoang bakeng sa ho hlahisa liprotheine tse kopantsoeng. Bongaka, taolo ea operon e boetse e amana le ho ata ha baktheria—liphatsa tse ling tsa lefutso le ho hanyetsa lithibela-mafu li laoloa ka mokhoa oa operon hore li kenngoe tšebetsong kapele ha baktheria e le ka har'a moamoheli kapa e pepesehetse moriana.
Ho feta moo, ho ithuta di-operon ho thusa bafuputsi ho utlwisisa hore na dibaktheria di iphetola jwang ka ho kopanya dijini tse sebetsang mmoho. Dihlopha tsa dijini tse hlophisitsweng ka di-operon hangata di tsamaya ka phetiso ya dijini e rapameng, e leng se dumellang bokgoni bo botjha ba ho hlahisa dijini kapele haholo hara dibaktheria.
Qetello
Li-operone ke leano le ikhethang le le sebetsang hantle la taolo ea liphatsa tsa lefutso libaktheriang, le lumellang liphatsa tsa lefutso tse ngata ho hlahisoa ka tsela e lumellanang tlas'a taolo e le 'ngoe. Ka likarolo tse kang li-promoters, li-operators, liphatsa tsa lefutso tsa sebopeho le liprotheine tse laolang, libaktheria li ka arabela liphetohong tsa tikoloho kapele le ka mokhoa o bolokang matla. Li-operone tsa lac le trp li bontša lintlha tse peli tsa bohlokoa tsa taolo—ho qala le ho hatella—tse ntlafalitsoeng ke mekhoa e meng e kang ho hatella le ho fokotsa matla a catabolite. Ho utloisisa li-operone ha ho fane feela ka kutloisiso ea motheo ea baeloji ea limolek'hule tsa baktheria empa hape ho fana ka motheo oa bohlokoa bakeng sa lits'ebetso tsa biotechnology, lipatlisiso tsa liphatsa tsa lefutso le maano a ho phekola mafu a tšoaetsanoang.
Haeba o lakatsa, nka eketsa setšoantšo sa likarolo tsa operon, tafole ea papiso ea lac vs trp, kapa buka ea libuka le likoranta ho matlafatsa sengoloa sena.
