Біологія. Міні-довідник. ЗНО

Структурні та регуляторні гени

Усі гени містяться в молекулі ДНК, яка самовідтворюється. Кожний з них є певною ділянкою цієї молекули. За своїми функціями гени неоднакові. Одні з них несуть інформацію про послідовність амінокислот у білковій молекулі, інші — регулюють активність перших і цим контролюють процес надходження інформації від ДНК до і-РНК. Перша група генів одержача назву структурних, друга — регуляторних. Структурні гени, які контролюють синтез ферментів в одному ланцюзі реакцій, розташовані поряд один з одним. Вони складають єдиний блок, званий опероном, і здійснюють послідовні етапи синтезу одного ферменту, працюючи злагоджено, як один елемент. Структурна (інформативна) зона оперону, яка несе інформацію для синтезу білків, розташована в міждисковій частині хромосоми, а регуляторна (акцепторна) її частина входить до складу дисків. Гени в опероні або всі активні, або всі пасивні. Гени одного оперона здійснюють всі послідовні реакції синтезу кінцевого продукту. Тому синтезуються або всі ферменти в ланцюзі реакції, або не синтезується жоден з них. Група генів одного оперона включається в процес синтезу і виключається з нього одночасно. «Вмикання» і «вимикання» структурних генів складає сутність усього процесу регуляції. Функції вмикання і вимикання виконує особлива ділянка молекули ДНК — ген-оператор, розташований на початку оперона. Ген-оператор перебуває в активному стані доти, доки до нього не приєднається молекула репресора. Тільки-но репресор зв’язується з геном-опероном, увесь оперон «вимикається» і його гени стають неактивними. Якщо репресора немає, структурні гени «вмикаються» і відбувається синтез молекул РНК, які несуть у цитоплазму інформацію для синтезу всього набору ферментів, що виробляє. цей оперон.

Репресор — речовина білкової природи. Його синтезує ген, розташований на певній відстані від оперона. Цей ген називають геном-регулятором. Ген-регулятор безперервно посилає до цитоплазми і-РНК, які містять інформацію для синтезу білків-репресорів. Таким чином, функція гена-регулятора полягає в керуванні синтезом молекул репресора, які потім з’єднуються з оператором і впливають на механізм активації структурних генів оперона. Роботу гена-регулятора, що виробляє молекули репресора, направляє і контролює цитоплазма клітини. Ця робота залежить від зовнішніх умов.