박테리아의 유전자 조절 :대조군의 교향곡
박테리아 세포는 자원 관리의 마스터입니다. 그들은 유전자를 켜고 끄고 끊임없이 환경에 끊임없이 적응하여 적시에 필요한 단백질 만 생산할 수 있도록합니다. 유전자 조절로 알려진이 역동적 인 과정은 생존에 중요하며 다양한 조건에서 번성 할 수 있습니다.
다음은 박테리아 유전자 조절과 관련된 주요 플레이어와 메커니즘의 고장입니다.
1. 오페론 모델 :조직의 걸작
오페론은 박테리아 유전자 조절의 초석입니다. 이들 유닛은 프로모터 (RNA 폴리머 라제에 결합하는 곳), 연산자 (조절 단백질 결합) 및 일반적인 기능을 공유하는 유전자 클러스터로 구성됩니다.
* 유도 된 오페론 : 이것을 "주문형"시스템으로 생각하십시오. 그것들은 일반적으로 꺼져 있지만 특정 유도제 분자의 존재에 의해 켜질 수 있습니다. 유당 대사를 담당하는 Lac Operon은 전형적인 예입니다. 유당이없는 경우, 억제 단백질은 연산자에게 결합하여 RNA 폴리머 라제를 차단한다. 유당이 존재할 때, 그것은 억제제에 결합하여 연산자로부터 분리되어 RNA 폴리머 라제가 유전자를 전사 할 수있게한다.
* 억압 가능한 오페론 : 이 오페론은 일반적으로 켜져 있지만 억제 분자에 의해 꺼질 수 있습니다. 트립토판 합성을 담당하는 TRP Operon이 대표적인 예입니다. Tryptophan이 풍부 할 때, 그것은 코어 프레스 자 역할을하여 조절 단백질에 결합하여 오페론을 억제하여 추가 트립토판 생산을 방지합니다.
2. 글로벌 레귤레이터 :셀룰러 오케스트라 오케스트레이션
이들 단백질은 마스터 스위치로서 작용하여 여러 유전자의 발현을 동시에 제어한다. 영양소 가용성 또는 스트레스 수준과 같은 환경 신호에 반응하고 신진 대사, 스트레스 반응 또는 독성과 같은 중요한 경로를 조절합니다.
* 2 성분 시스템 : 이 시스템은 환경 신호를 감지하는 센서 단백질과 유전자 발현을 변화시키는 반응 조절제로 구성됩니다. 그 예는 포스페이트 수준에 반응하는 포지 레골 론 및 삼투압에 기초한 외막 단백질의 발현을 제어하는 ENVZ/OMPR 시스템을 포함한다.
* 대안 시그마 요인 : 시그마 인자는 특정 프로모터로이를 지시하는 RNA 폴리머 라제의 서브 유닛이다. 대안적인 시그마 인자는 박테리아가 다른 유전자 세트를 활성화시켜 다양한 스트레스 조건에 반응 할 수있게한다. 예를 들어, 시그마 인자 RPO는 기아 및 스트레스 내성에 관여하는 유전자의 발현을 제어한다.
3. 기타 규제 메커니즘 :성능 미세 조정
* 감쇠 : 이 메커니즘은 아미노산 생합성에 관여하는 유전자의 발현을 제어한다. 그것은 전사 종결을 조절하기 위해 mRNA상의 RNA 폴리머 라제와 리보솜 사이의 상호 작용을 사용한다.
* 리보 스위치 : 이들은 대사 산물에 직접 결합하여 유전자 발현을 변화시킬 수있는 RNA 서열이다. 그들은 센서 및 조절제로서 기능하며, 종종 영양소 대사에 관여하는 유전자의 발현을 제어한다.
* 작은 rnas : 이들 비 코딩 RNA는 mRNA에 결합하고 그의 번역 또는 분해에 영향을 미쳐 유전자 발현을 조절할 수있다.
결론 :
박테리아 유전자 조절은 박테리아가 변화하는 환경에 적응하고 에너지를 절약하며 항상성을 유지할 수있는 복잡하지만 우아한 시스템입니다. 단순하면서도 강력한 오페론 모델에서 복잡한 글로벌 레귤레이터 네트워크에 이르기까지 이러한 과정은 박테리아 세포가 항상 삶의 도전에 직면 할 준비가되어 있습니다.
