Repressor

En repressor  är ett DNA- bindande eller RNA- bindande protein som hämmar uttrycket av en eller flera gener genom att binda till en operator eller ljuddämpare . Den DNA-bindande repressorn blockerar vidhäftningen av RNA-polymeras till promotorn , vilket förhindrar transkription av gener till mRNA . Den RNA-bindande repressorn binder till mRNA:t och förhindrar att mRNA:t översätts till protein. Denna blockering av uttryck kallas förtryck .

Funktion

Om en inducerare ( en molekyl som initierar genuttryck) är närvarande, kan den interagera med repressorproteinet och koppla bort det från operatören. Då kan RNA-polymeras transkribera genen. En corepressor är en molekyl som kan binda till repressorn och få den att binda tätt till operatören, vilket minskar transkriptionen. En repressor som binder till en corepressor kallas en aporepressor eller en inaktiv repressor . En typ av aporepressor är tryptofanrepressorn , ett viktigt metaboliskt protein i bakterier.

Ovanstående repressionsmekanism är en typ av återkopplingsmekanism eftersom den tillåter transkription att ske, om bara ett visst tillstånd är närvarande: närvaron av vissa inducerare. Det eukaryota genomet innehåller DNA-regioner som kallas ljuddämpare . Dessa DNA-sekvenser binder till repressorer för att helt eller delvis undertrycka genuttryck . Ljuddämpare kan vara placerade något uppströms eller nedströms om huvudströmmen av den faktiska genpromotorn . Repressorer kan också ha två bindningsställen, en för ljuddämparregionen och en för promotorn. Detta gör att kromosomen tar formen av en slinga, och promotorregionen och ljuddämparregionen kommer i närheten.

Exempel

Laktosoperon

lacZYA transkriberar de proteiner som är nödvändiga för nedbrytningen av laktos. [1] lacI syntetiserar repressorn av lacZYA -genen . [1] lacI - genen är lokaliserad omedelbart uppströms om lacZYA , men transkriberas av en annan promotor . [1] lacI - genen syntetiserar lacI- repressorproteinet . lacI- repressorproteinet undertrycker lacZYA genom att binda till lacO- operatorsekvensen . [ett]

Lacl- repressorn uttrycks konstitutivt. Det är alltid associerat med en promotorregionsoperator , som stör RNA-polymerasets förmåga att initiera transkription av lacZYA- operonet . [1] I närvaro av allolaktosinduceraren ändrar repressorn konformation och lossnar från operatören. RNA-polymeras kan sedan binda till promotorn och påbörja transkription av lacZYA -genen . [ett]

Metioninoperon

Ett exempel på ett repressorprotein är MetJ metioninrepressorn . MetJ interagerar med bas-DNA genom ett par α-helixar. MetJ är en homodimer som består av två monomerer som var och en ger ett betaband och en alfa-helix . Båda betabanden av varje monomer går samman för att bilda ett antiparallellt beta-ark , som binder till operator -DNA ("Met-box") i dess stora spår. MetJ-dimeren interagerar sedan med en annan MetJ-dimer bunden till operatörens komplementära sträng via dess alfa-helixer. AdoMet binder till en ficka i MetJ som inte överlappar DNA-bindningsstället.

Met-boxen har sekvensen AGACTGTCT, som är ett palindrom (som en symmetrisk dyad ), som gör att samma sekvens kan kännas igen på båda DNA-strängarna. Kopplingen mellan C och G i mitten av Met-boxen innehåller ett pyrimidin-purinsteg som kommer att göra DNA:t positivt superspiral , vilket bildar en kink i fosfodiesteråterkopplingen . Detta gör att proteinet kan känna igen denna plats eftersom det får DNA-duplexet att följa proteinets form. Med andra ord, igenkänning sker enligt formen på DNA-molekylen, och inte enligt nukleotidsekvensen.

Varje MetJ-dimer innehåller två bindningsställen för S-adenosylmetionin (SAM) -kofaktorn , som är en produkt i metioninbiosyntesen. När SAM presenteras binder det till MetJ-proteinet, vilket ökar dess affinitet för det besläktade operatörsstället, vilket stoppar transkriptionen av gener involverade i metioninsyntes. När SAM-koncentrationen blir låg, dissocierar repressorn från operatörsplatsen, vilket möjliggör ökad produktion av metionin.

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Slonczewski, Joan och John Watkins. Främja. Mikrobiologi: en vetenskap i utveckling. New York: W. W. Norton &, 2009. Tryck.