Відкрити головне меню
[неперевірена версія][перевірена версія]
м (r2.7.3) (робот додав: et:Operon)
(Виправлено помилку (зайве слово))
 
(Не показані 38 проміжних версій 20 користувачів)
Рядок 1: Рядок 1:
  +
{{also|Оперон (значення)}}
'''Оперон''' — функціональна одиниця організації [[генетичний матеріал|генетичного матеріалу]] [[прокаріоти|прокаріотів]] ([[бактерії|бактерій]] та [[археї|архей]]), в якій [[цистрон]]и ([[ген]]и, одиниці [[транскрипція (біологія)|транскрипції]]), що кодують спільно або послідовно працюючі білки, об'єднуються під одним (або кількома) [[Промотор (біологія)|промоторами]]. Така функціональна організація дозволяє ефективніше регулювати [[експресія генів|експресію]] цих генів.
 
   
  +
'''Оперон''' — функціональна одиниця організації [[генетичний матеріал|генетичного матеріалу]] [[прокаріоти|прокаріотів]] ([[бактерії|бактерій]] та [[археї|архей]]), в якій декілька [[Відкрита рамка зчитування|відкритих рамок зчитування]] ([[цистрон]]ів) кодують відповідні білки, цистрони знаходяться під контролем одних і тих же регуляторних елементів і зчитуються у вигляді однієї довгої молекули мРНК, яка потім [[Процесинг РНК|процесується]]. Така функціональна організація дозволяє ефективніше регулювати [[експресія генів|експресію]] цих генів. У [[Кишкова паличка|кишкової палички]] в [[геном]]і міститься приблизно 650 оперонів.
Концепція оперону була запропонована в 1961 році французькими вченими [[Франсуа Жакоб|Франсуа Жакобом]] і [[Жак Моно|Жаком Моно]], за що вони отримали [[Нобелівська премія з фізіології та медицини|Нобелівску премію]] в [[1965]] році.
 
   
  +
Не слід плутати оперони з кластерами генів. У кластерах гени (наприклад, гени теплового шоку) розташовані один за одним, проте синтезуютья та регулюються окремо один від одного.
Оперони за кількістю цистронов класифікують на моно-, оліго- і поліцистронні, що містять, відповідно, тільки один, кілька або багато цистронів (генів).
 
   
  +
== Історія дослідження ==
Характерним прикладом оперонної організації геному прокаріотів є [[лактозний оперон]] (''lac''-оперон).
 
  +
Концепція [[лактоза|лактозного]] оперону (''lac''-оперон) ''[[Кишкова паличка|E.coli]]'' була запропонована в 1961 році французькими вченими [[Франсуа Жакоб]]ом і [[Жак Моно|Жаком Моно]]. Це був перший детально охрактеризований принцип регуляції транскрипції,— робота, за яку вони отримали [[Нобелівська премія з фізіології та медицини|Нобелівську премію]] в [[1965]] році.
   
  +
== Різноманіття і структура ==
Оперон починається і закінчується регуляторними областями — [[Промотор (біологія)|промотором]] на початку і [[Термінатор (біологія)|терминатором]] у кінці, окрім цього, кожен окремий цистрон може мати в своїй структурі власний промотор і/або термінатор.
 
  +
Оперони за кількістю цистронів класифікують на моно-, оліго- і поліцистронні, що містять, відповідно, тільки один, кілька або багато цистронів (відкритих рамок зчитування).
   
  +
Характерним прикладом оперонної організації геному прокаріотів є {{нп|лактозний оперон|||lac operon}} (''lac''-оперон) та {{нп|триптофановий оперон|||trp operon}} (''trp''-оперон).
{{mol_bio-stub}}
 
  +
[[Файл:Lac Operon.svg|thumb|300px|Схема лактозного оперону: 1: РНК-полімераза, 2: Репресор, 3: Промотор, 4: Оператор, 5: Лактоза, 6: lacZ, 7: lacY, 8: lacA — три структурні гени, що кодують ферменти катаболізму лактози. Верхній мал. — немає синтезу мРНК, нижній — лактоза взаємодіє з репресором, промотор доступний, тому РНК-полімераза синтезує поліцистронну мРНК]]
До складу оперона прокаріотів входять структурні гени і регуляторні елементи (не плутати з геном-регулятором). Структурні гени кодують білки, що здійснюють послідовно етапи біосинтезу певної речовини. Цих генів може бути один, два або кілька. Вони тісно зчеплені один з одним і, що найголовніше, в ході транскрипції працюють як один єдиний ген: на них синтезується одна спільна молекула іРНК, яка лише потім розщеплюється на кілька іРНК, відповідних окремим генам. Регуляторними елементами є наступні:
 
   
  +
Оперон починається і закінчується регуляторними областями — [[Промотор (біологія)|промотором]] на початку і [[Термінатор (біологія)|терминатором]] у кінці, окрім цього, кожен окремий цистрон може мати в своїй структурі власний промотор і/або термінатор.
- Промотор - ділянку зв'язування ферменту, що здійснює транскрипцію ДНК - РНК-полімерази. Є місцем початку транскрипції. Являє собою коротку послідовність з декількох десятків нуклеотидів ДНК, з якою специфічно зв'язується РНК-полімераза. Крім того, промотор визначає, яка з двох ланцюгів ДНК буде служити матрицею для синтезу іРНК;
 
   
  +
До складу оперона прокаріотів входять структурні гени і регуляторні елементи (не плутати з геном-регулятором). Структурні гени кодують білки, що здійснюють послідовно етапи біосинтезу певної речовини. Цих генів може бути один, два або кілька. Вони тісно зчеплені один з одним і, що найголовніше, в ході транскрипції працюють як один єдиний ген: на них синтезується одна спільна молекула мРНК, яка лише потім розщеплюється на кілька мРНК, відповідних окремим генам. Регуляторними елементами є наступні:
- Оператор - ділянку зв'язування регуляторного білка;
 
   
  +
* Промотор — ділянку зв'язування ферменту, що здійснює транскрипцію ДНК — РНК-полімерази. Є місцем початку транскрипції. Являє собою коротку послідовність з декількох десятків нуклеотидів ДНК, з якою специфічно зв'язується РНК-полімераза. Крім того, промотор визначає, яка з двох ланцюгів ДНК буде служити матрицею для синтезу мРНК;
- Термінатор - ділянка в кінці оперона, що сигналізує про припинення транскрипції.
 
   
  +
* Оператор — ділянку зв'язування регуляторного білка;
На роботу оператора даного оперона впливає самостійний ген-регулятор, що синтезує відповідний регуляторний білок. Цей ген не обов'язково розташовується поруч з опероном. Крім того, один регулятор може регулювати транскрипцію декількох оперонов. Ген-регулятор також має власний промотор і термінатор. Регуляторні білки бувають двох типів: білок-репрессор або білок-активатор. Вони приєднуються до специфічних нуклеотидних послідовностей ДНК оператора, що або перешкоджає транскрипції генів (негативна, негативна регуляція), або сприяє їй (позитивна, позитивна регуляція); механізми їх роботи протилежні. Крім того, на роботу білків-репрессоров можуть впливати речовини - ефектори: з'єднуючись з репрессором, вони впливають на його взаємодію з оператором.
 
   
  +
* Термінатор — ділянка в кінці оперона, що сигналізує про припинення транскрипції.
У еукаріотів транскрипція здійснюється з ділянок, подібних оперона прокаріотів і також складаються з регуляторних і структурних генів, однак у оперонов еукаріот є ряд особливостей.
 
   
  +
На роботу оператора даного оперона впливає самостійний ген-регулятор, що синтезує відповідний регуляторний білок. Цей ген не обов'язково розташовується поруч з опероном. Крім того, один регулятор може регулювати транскрипцію декількох оперонів. Ген-регулятор також має власний промотор і термінатор. Регуляторні білки бувають двох типів: білок-репрессор або білок-активатор. Вони приєднуються до специфічних нуклеотидних послідовностей ДНК оператора, що або перешкоджає транскрипції генів (негативна, негативна регуляція), або сприяє їй (позитивна, позитивна регуляція); механізми їх роботи протилежні. Крім того, на роботу білків-репрессоров можуть впливати речовини — ефектори: з'єднуючись з репрессором, вони впливають на його взаємодію з оператором.
1. До складу оперона еукаріот входить лише один структурний ген (а не кілька - як у прокаріотів).
 
   
  +
== В еукаріот ==
2. Оперон еукаріот майже завжди містить тільки структурний ген, а інші гени розкидані по хромосомі або навіть за різними хромосомами.
 
  +
В еукаріот транскрипція здійснюється з ділянок, подібних оперона прокаріот\ і також складаються з регуляторних і структурних генів, однак у оперонов еукаріот є ряд особливостей.
   
  +
# До складу оперона еукаріотів входить лише один структурний ген (а не кілька — як у прокаріотів).
3. Оперон еукаріотів складається з чергуються один з одним значущих (екзонів) і незначущих (інтронів) ділянок. При транскрипції вчитуються як екзонів, так і інтрони, а потім у ході процесингу відбувається вирізання інтронів (сплайсинг). У еукаріотів механізми регуляції активності окремих генів і геному в цілому досить складні, і розгляд цих питань виходить далеко за рамки шкільного курсу біології.
 
  +
# Оперон еукаріотів майже завжди містить тільки структурний ген, а інші гени розкидані по хромосомі або навіть за різними хромосомами.
  +
# Оперон еукаріотів складається з чергуються один з одним значущих ([[екзон]]ів) і незначущих ([[інтрон]]ів) ділянок. При транскрипції вчитуються як екзонів, так і інтрони, а потім у ході процесингу відбувається вирізання інтронів ([[сплайсинг]]).
   
  +
== Див. також ==
[[Категорія:Генетика]]
 
  +
* [[Індуктор (генетика)|Індуктор]]
[[Категорія:Молекулярна біологія]]
 
   
  +
== Література ==
[[ar:مشغل (أحياء)]]
 
  +
* {{cite book|url=http://www.biol.univ.kiev.ua/public/pidruch/Genetics_sivolob_et_al.pdf |author=[[Сиволоб Андрій Володимирович|А. В. Сиволоб]], С.Р. Рушковський, С.С. Кир'яченко та ін. |title=Генетика |place=К |publisher=Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет" |year=2008| pages=67-70}}
[[bg:Оперон]]
 
  +
* {{cite book|url=http://www.biol.univ.kiev.ua/public/pidruch/MolBiol_sivolob.pdf |author=[[Сиволоб Андрій Володимирович|А. В. Сиволоб]] |title=Молекулярна біологія |place=К |publisher=Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет" |year=2008}}
[[ca:Operó]]
 
  +
{{mol_bio-stub}}
[[de:Operon]]
 
  +
{{Експресія генів}}
[[en:Operon]]
 
  +
[[Категорія:Експресія генів]]
[[es:Operón]]
 
  +
[[Категорія:ДНК]]
[[et:Operon]]
 
[[eu:Operoi]]
 
[[fa:اپرون]]
 
[[fi:Operoni]]
 
[[fr:Opéron]]
 
[[he:אופרון]]
 
[[hr:Operon]]
 
[[hu:Operon-modell]]
 
[[it:Operone]]
 
[[ja:オペロン]]
 
[[kk:Оперон]]
 
[[ko:오페론]]
 
[[nl:Operon]]
 
[[oc:Operon]]
 
[[pl:Operon (biologia)]]
 
[[pt:Operão]]
 
[[ro:Operon]]
 
[[ru:Оперон]]
 
[[sl:Operon]]
 
[[sr:Оперон]]
 
[[zh:操縱子]]
 

Поточна версія на 09:58, 27 листопада 2018

Оперон — функціональна одиниця організації генетичного матеріалу прокаріотів (бактерій та архей), в якій декілька відкритих рамок зчитування (цистронів) кодують відповідні білки, цистрони знаходяться під контролем одних і тих же регуляторних елементів і зчитуються у вигляді однієї довгої молекули мРНК, яка потім процесується. Така функціональна організація дозволяє ефективніше регулювати експресію цих генів. У кишкової палички в геномі міститься приблизно 650 оперонів.

Не слід плутати оперони з кластерами генів. У кластерах гени (наприклад, гени теплового шоку) розташовані один за одним, проте синтезуютья та регулюються окремо один від одного.

Історія дослідженняРедагувати

Концепція лактозного оперону (lac-оперон) E.coli була запропонована в 1961 році французькими вченими Франсуа Жакобом і Жаком Моно. Це був перший детально охрактеризований принцип регуляції транскрипції,— робота, за яку вони отримали Нобелівську премію в 1965 році.

Різноманіття і структураРедагувати

Оперони за кількістю цистронів класифікують на моно-, оліго- і поліцистронні, що містять, відповідно, тільки один, кілька або багато цистронів (відкритих рамок зчитування).

Характерним прикладом оперонної організації геному прокаріотів є лактозний оперон[en] (lac-оперон) та триптофановий оперон[en] (trp-оперон).

 
Схема лактозного оперону: 1: РНК-полімераза, 2: Репресор, 3: Промотор, 4: Оператор, 5: Лактоза, 6: lacZ, 7: lacY, 8: lacA — три структурні гени, що кодують ферменти катаболізму лактози. Верхній мал. — немає синтезу мРНК, нижній — лактоза взаємодіє з репресором, промотор доступний, тому РНК-полімераза синтезує поліцистронну мРНК

Оперон починається і закінчується регуляторними областями — промотором на початку і терминатором у кінці, окрім цього, кожен окремий цистрон може мати в своїй структурі власний промотор і/або термінатор.

До складу оперона прокаріотів входять структурні гени і регуляторні елементи (не плутати з геном-регулятором). Структурні гени кодують білки, що здійснюють послідовно етапи біосинтезу певної речовини. Цих генів може бути один, два або кілька. Вони тісно зчеплені один з одним і, що найголовніше, в ході транскрипції працюють як один єдиний ген: на них синтезується одна спільна молекула мРНК, яка лише потім розщеплюється на кілька мРНК, відповідних окремим генам. Регуляторними елементами є наступні:

  • Промотор — ділянку зв'язування ферменту, що здійснює транскрипцію ДНК — РНК-полімерази. Є місцем початку транскрипції. Являє собою коротку послідовність з декількох десятків нуклеотидів ДНК, з якою специфічно зв'язується РНК-полімераза. Крім того, промотор визначає, яка з двох ланцюгів ДНК буде служити матрицею для синтезу мРНК;
  • Оператор — ділянку зв'язування регуляторного білка;
  • Термінатор — ділянка в кінці оперона, що сигналізує про припинення транскрипції.

На роботу оператора даного оперона впливає самостійний ген-регулятор, що синтезує відповідний регуляторний білок. Цей ген не обов'язково розташовується поруч з опероном. Крім того, один регулятор може регулювати транскрипцію декількох оперонів. Ген-регулятор також має власний промотор і термінатор. Регуляторні білки бувають двох типів: білок-репрессор або білок-активатор. Вони приєднуються до специфічних нуклеотидних послідовностей ДНК оператора, що або перешкоджає транскрипції генів (негативна, негативна регуляція), або сприяє їй (позитивна, позитивна регуляція); механізми їх роботи протилежні. Крім того, на роботу білків-репрессоров можуть впливати речовини — ефектори: з'єднуючись з репрессором, вони впливають на його взаємодію з оператором.

В еукаріотРедагувати

В еукаріот транскрипція здійснюється з ділянок, подібних оперона прокаріот\ і також складаються з регуляторних і структурних генів, однак у оперонов еукаріот є ряд особливостей.

  1. До складу оперона еукаріотів входить лише один структурний ген (а не кілька — як у прокаріотів).
  2. Оперон еукаріотів майже завжди містить тільки структурний ген, а інші гени розкидані по хромосомі або навіть за різними хромосомами.
  3. Оперон еукаріотів складається з чергуються один з одним значущих (екзонів) і незначущих (інтронів) ділянок. При транскрипції вчитуються як екзонів, так і інтрони, а потім у ході процесингу відбувається вирізання інтронів (сплайсинг).

Див. такожРедагувати

ЛітератураРедагувати