Arabinosoperonet är ett bakteriellt operon som kodar för proteiner som är nödvändiga för metabolismen av arabinos . Det är föremål för både positiv och negativ kontroll: uttrycket av operonet stimuleras av substratet, d.v.s. arabinos, men i närvaro av glukos i mediet undertrycks dess uttryck. Arabinosoperonet inkluderar tre strukturella gener : araB , araA och araD , såväl som den regulatoriska genen araC kopplad till strukturella gener och regulatoriska regioner [1] . Arabinosoperonet upptäcktes och studerades i E. coli ( Escherichia coli ) på 1970 -talet [2] .
Arabinosgenen inkluderar fyra gener: de strukturella generna araB , araA och araD , såväl som araC -genen , som kodar för ett regulatoriskt protein. Dessutom inkluderar operonet regulatoriska regioner: operatörsregionerna araO 1 , araO 2 och initiatorregionerna araI 1 , araI 2 [ 3] . Arabinosoperonet har också ett CAP[en]cAMP-bindningsställe , på grund vilket operonuttryck aktiveras när glukos är utarmat. araC och araB , araA , araD har separata promotorer och transkriberas i motsatta riktningar.
araA - genen kodar för ett arabinos -isomeras , som katalyserar isomeriseringen av arabinos till ribulos . araB kodar för ribulokinas , som katalyserar fosforyleringen av ribulos för att bilda ribulos-5-fosfat . araD kodar för ribulos 5-fosfat 4-epimeras , som katalyserar epimeriseringen av ribulos 5-fosfat till xylulos 5-fosfat . Ribulos 5-fosfat och xylulos 5-fosfat är metaboliter av pentosfosfatvägen , som kopplar samman katabolismen av sockerarter med fem kol och sex kol [4] .
Det finns flera sätt att reglera arabinosoperonet. Först binder katabolitrepressorn CAP i komplex med cAMP till ett regulatoriskt ställe i operonet, vilket aktiverar dess uttryck under glukosbrist (cAMP ackumuleras i frånvaro av glukos) [5] .
För det andra regleras arabinosoperonet av AraC-proteinet. Det reglerar negativt sin egen syntes genom att binda till O1 och förhindra RNA-polymeras från att binda till sin egen promotor, och i frånvaro av arabinos fungerar som en repressor [6] .
När arabinos uppträder i mediet binder det till AraC, vilket gör det från en repressor till en positiv regulator som aktiverar operontranskription [7] .
Det har visats att i repressortillståndet interagerar AraC- dimerer med varandra, med O2 och I1, och repression kräver protein-protein-interaktioner mellan dimerer, på grund av vilket en loop bildas i DNA . Om O2 och initiatorställen artificiellt avlägsnas på ett större avstånd från varandra, visar sig protein-protein-interaktioner mellan AraC-dimerer vara omöjliga, och operonrepression inträffar inte. När AraC är bundet till arabinos blir det en inducerare och interagerar med O1 och initiatorställen. I repressor- och inducertillståndet interagerar AraC med olika initiatorställen [7] .
Transkription (biologi) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Transkriptionsreglering _ |
| ||||||||||||
Aktivering | |||||||||||||
Initiering | Startsida för transkription | ||||||||||||
Förlängning |
| ||||||||||||
Uppsägning |