57. Какие существуют типы регуляции активности генов?

1. Позитивная индукция. Белок-регулятор не запрещает, а активирует транскрипцию. Регуляция катаболического оперона, контролирующего синтез ферментов арабинозы (аrа-оперон), осуществляется белком-регулятором, производимым геном-регулятором. Этот белок прикрепляется к оператору и запрещает транскрипцию структурных генов. Эффектором служит арабиноза, которая, соединяясь с регуляторным белком, лишает его активности и способности связываться с оператором (происходит индукция). Более того, комплекс регулятор - арабиноза приобретает сродство к промоторной области оперона, прикрепляется к ней и активирует структурные гены. Из репрессора белок-регулятор становится активатором. В мальтозном опероне белковый активатор, синтезируемый геном-регулятором, активируется мальтозой и в этом состоянии реагирует с сайтом инициации, что ведет к транскрипции структурных генов.

2. Позитивная репрессия. Белок-регулятор, в норме активирующий работу оперона, может быть инактивирован эффектором.

3. Негативная индукция. Белок-регулятор запрещает транскрипцию. Например, регуляция работы структурных генов lac-области осуществляется прикреплением к оператору белка-репрессора, запрещающего его транскрипцию, в результате чего ингибируется инициация транскрипции вследствие блокирования места прикрепления РНК-полимеразы. Индукция вызывается тем, что белок-репрессор, соединившись с индуктором-лактозой, изменяет свою структуру и не может прикрепиться к оператору (аллостерический эффект).

4. Негативная репрессия. В основе негативной репрессии лежит прикрепление к оператору белка, запрещающего транскрипцию, однако если при негативной индукции эффектор лишает репрессор способности прикрепляться к оператору, то при негативной репрессии эффектор передает ее неактивному репрессору. В триптофановом опероне Е. coli ген-регулятор контролирует синтез неактивного репрессора, который при соединении с избытком триптофана становится активным и прекращает синтез триптофана.

5. Одновременный контроль транскрипции многих оперонов. Этот тип контроля наблюдается у бактерий, когда опероны, относящиеся к различным путям метаболизма, регулируются одним белком. Например, в случае катаболитной репрессии наблюдается ингибирование сразу многих катаболитных оперонов (оперонов, контролирующих усвоение различных сахаров).

6. Каскадная регуляция. Наблюдается у бактериофагов, когда происходит переключение транскрипции с одних структурных генов на другие в течение жизненного цикла (предранние, затем ранние и поздние гены). Каскадная регуляция осуществляется антирепрессорами, активирующими транскрипцию следующего оперона.