32.Физиологические и генетические способы регуляции метаболизма микроорганизмов-продуцентов. (см. Вопр 31)

Лактозный оперон, триптофановый

Если бактерии E.coli выращивать на среде с глюкозой, то β-галактозидаза не синтезируется. Если выращивать на среде с лактозой, то содержание β-галактозидазы увеличивается в 1000 раз, такая активация транскрипции называется индукцией. Одновременно пр-т синтез еще 2 ферментов: β- галактозидпермеазы, обеспечивающ тр-т лактозы внутрь клетки через ЦПМ, и β- галактозидтрансацетилазы. Дефект в 1 из трех ферментов приводит к неспособности утилизировать лактозу.

Лактозн оперон:

I(констут.Ген) r-ген Промотор Оператор z y a(структурные гены) терминатор

Оперон- группа фкнкционально связ-х между собой генов. Транскрипция генов оперона ведет к синтезу одной общей молекула иРНК. Лактозный оперон состоит из кодирующей области, представленной 3 стр.генами, отв-ми за синтез ферментов, а также из промоторно-операторной области.

Оператор-(О) небольшой уч-к ДНК, граничащий с 1 структурным геном. С оператором может связ-ся белок-репрессор, блокируя инициацию (начало) транскрипции.

Промотор-(П) неб.уч-к ДНК перед оператором. Он служит местом связыв ДНК-зависимой РНК-полимеразы и от него начинается транскрипция. О. и П перекрываются, таким о, что когда репрессор связан с ДНК в области О-а, то РНК-полимераза не может связаться с П и транскрипции стр-х генов не происходит. ЗН, П, О., стр. гены- оперон.R-ген кодирует синтез белка-репрессора (аллостерический белок, имеющий 2 центра связыв-я, 1 центр узнает О, 2 взаим-т с эффектором или индуктором.Для лакт оперона индуктор- лактоза, которая св-ся с репрессором, переводит его в неактивную форму, в рез-те репрессор отсоед-ся.Строен trp-оперона- состот из 5 стр-х генов, отв-х за синтез 5 ферментов, уч-х в превращении хоризмовой к-ты в триптофан, а также из промоторно-операторной области.Ген-регулятор ( синтез регуляторного белка- апорепрессора, который неактивен в свободном состоянии, не может связываться с О.-ом и неспособен препятствовать началу транскрипции) расположен на хромосоме на некотором расстоянии от оперона.Когда триптофан накаплив выше опред-го ур-ня, он взаим-т с апорепрессором и активирует его. Активированный репрессор (апорепрессор+ корепрессор) прис-ся к оператору и подавляет транскрипцию стр-х генов триптофанового оперона. Синтез три прекр-ся.

Гл.отличие от Lac-оперона: пр-т увеличение сродства белка-репрессора к оператору в присутствии малой молекулы корепресора.

Вывод: при индукции путем негативной регуляции эффектор (индуктор), взаимодействуя с репрессором, понижает сродство репрессора к оператору, а в случае репрессии эффектор (корепрессор) повышает это ср-во.

33.Регуляция на уровне репликации днк и пути использования её для улучшения свойств продуцентов.

3 стадии: инициация, элонгация, терминация. Инициация и элонгация – этапы Репликации. Р всегда предшествует делению клетки --› увеличение биомассы--› накопление продуктов метаболизма. Скорость БП увеличится, если увеличится скорость Р‹--сделать окружающую среду богатой нуклеотидами. Можно влиять генетически на: 1)влиять на точку origin . Регуляция на на уровне амплификации – увеличивает количество генов, кодирующий отдельный белок(используется в природе тоже). Доза гена - количество РНК пропорциональное количеству генов. Ген lac может быть 1 в составе хромосомной ДНК, может быть введена плазмида в клетку с тем же, может быть локальное утолщение хромосомы: амплификация используется в генетической инженерии. 10-3000 копий генов.