בקרה על רמת השיעתוק PDF

**בקרה על רמת השיעתוק** על גבי הפרומוטור יש אזור -10 ואזור -35 שקובעים את הספציפיות של הפרומוטור. את האוזרים האלה מזהה סיגמא פקטור ספציפי שקושר אליו את רנא פולימראז ואמפשר את החיבור שלו עם הדנא לצורך ביצוע שעתוק. על אזור האופרון יכולים להיקשר שני סוגים של פקטורי שיעתוק נוספים (חלבונים): **represso...

**בקרה על רמת השיעתוק** על גבי הפרומוטור יש אזור -10 ואזור -35 שקובעים את הספציפיות של הפרומוטור. את האוזרים האלה מזהה סיגמא פקטור ספציפי שקושר אליו את רנא פולימראז ואמפשר את החיבור שלו עם הדנא לצורך ביצוע שעתוק. על אזור האופרון יכולים להיקשר שני סוגים של פקטורי שיעתוק נוספים (חלבונים): **repressor** שמבצע בקרה שלילית: הוא נקשר אל האופרטור (צהוב) ומונע מהפולימראז לעבוד. **Activator** שמבצע בקרה חיובית: נקשר לפרומוטור או לאזור הסמוך לו ומייצב את הרנא פולימראז כדי להתחיל את השיעתוק. **Effector (ligand):** מולקולות שמשפיעות על השיעתוק באופן עקיף. הן לא נקשרות ישירות אל הדנא אלא אל ה-repressor או אל ה-activator. אפקטורים נקשרים ל-2 סוגים של מולקולות: **inducers** שמעודדות ביטוי גנים ו-**co-repressors** שמדכאות את ביטוי הגנים. האיור העליון הוא דוגמה לבקרה שלילית בה רפרסור נקשר את הדנא ומדכא את השיעתוק. המולקולוה האדומה מתפקדת כ-inducer. היא נקשרת אל הרפרסור, מפילה אותו מהדנא וכך מאפשרת את תהליך השעתוק. האיור התחתון הוא גם דוגמה לבקרה שלילית ובה המולקולה האדומה היא co-repressor שנקשרת אל הרפרסור (ירוק) וכך משפעלת אותו. כעת הרפרסור יכול להיקשר אל הדנא ולמנוע שעתוק של גנים. הסרה של המולקולה הזו תגרום להפלה של הרפרסור מהדנא והפעלת מנגנון השעתוק. האיור העליון הוא דוגמה לבקרה חיובית בה המולקולה האדומה נקשרת אל האקטיבטור (ירוק) ומפילה אותו מהדנא. ללא האקטיבטור רנא פולימראז לא יכול לבצע את השעתוק. האיור התחתון הוא גם בקרה חיובית ובה המולקולה האדומה נקשר אל האטיבטור ורק אז הוא הופך פעיל. הסרה של המולקולה הזו תפיל את האקטיבטור מהדנא. ללא האקטיבטור רנא פולימראז לא יכול לבצע את השעתוק. **דוגמה 1: בקרה שלילית -- אופרון ארגנין** ארגנין היא חומצה אמינית שחשובה לסינתזת חלבונים בחיידקים. כאשר רמת הארגנין נמוכה, יש ביטוי גנים באופרון שאחראים על סינתזת הארגנין. ברגע שריכוזה גבוה מספיק, חומצת האמינו נקשרת אל רפרסור שמדכא את ביטוי הגנים שאחראים על ייצורה. בדגומה הזו הארגנים הוא co-repressor. **דוגמה 2: בקרה חיובית -- אפרון למלטוז** הגנים שמקודדים באופרון הזה אחראים על פירוק של מלטוז (סוכר). כאשר יש מלטוז בסביבה שאפשר לפרק אותו, הוא נקשר אל אקטיבטור (צהוב) שמפעיל את ביטוי הגנים שאחראיים על הפירוק שלו. אם אין נוכחות של מלטוז, הגנים לא יבואו לידי ביטוי כי אין צורך בהם. בדוגמה הזו המלטוז מתפקד כ-inducer. **דוגמה 3: בקרה שלילית - אופרון לקטוז** באופרון לקטוז יש שלושה גנים שמטרתם לאפשר לחיידק להשתמש בלקטוז סביבו כמקור אנרגיה. אם רמות הלקטוז בסביבה נמוכות, הרפרסור קשור אל האופרטור ומונע את ביטוי הגנים. כאשר רמות הלקטוז גבוהות, הלקטוז נקשר אל הרפרסור ומפיל אותו מהדנא וכך מאפשר את השעתוק של האופרון. **דוגמה 4: בקרה חיובית אופרון לקטוז** בבקרה החיובית יש שימוש באקטיבטור CAP (אדום) שנקשר אל הדנא ומעודד שעתוק רק כאשר הוא קשור למולקולת cAMP. החיישקים יעדיף להשתמש בגלוקוז כמקור אנרגיה לכן כאשר יש רמות גבוהות שלו בסביבה, רמת ה-cAMP הן נמוכות, לכן CAP לא נקשר לדנא ואין ביטוי של הגנים שאחראיים לפירוק לקטוז. למעשה ביטוי הגנים באופרון לקטוז תלוי גם בבקרה חיובים וגם בשלילית -- הבקרה השלילית מתיחס לנוכחות של לקטוז ובקרה חיובית לנוכחות של גלוקוז. יכול להיות ביטוי נמוך יחסית של האופרון במקרה שיש לקטוז בסביבה ואז הרפרסור לא קשור, מנגד יש גם גלוקוז לכן האקטיבטור גם לא קשור. כלומר, רנא פולימראז יכול להתקדם אבל השעתוק לא יהיה יעיל במיוחד. **Transcription** **Repressor binds** **Lactose** **CAP binds** **glucose** ------------------- --------------------- ------------- --------------- ------------- No \+ \- \- \+ Some \- \+ \- \+ No \+ \- \+ \- Yes \- \+ \+ \-