Репрессия и индукция ферментов

29.09.2015г.

Репрессия и индукция ферментов это, в сущности, две стороны одной медали. В случае репрессии молекула репрессора, соединяясь с молекулой химического регулятора, активируется и блокирует образование фермента. В случае же индукции связывание молекулы индуктора с молекулой репрессора инактивирует репрессор, что позволяет клетке синтезировать фермент. Клетки мутантных штаммов, утративших механизм репрессии, не нуждаются в индукторе; они и в отсутствие соответствующего сигнала способны образовывать фермент почти в неограниченном количестве.

Короче говоря, разнообразные клеточные репрессоры — это специализированные рецепторы, каждый из которых способен распознавать только сигналы какого-то одного определенного типа. В хромосомах же клетки записана информация для синтеза огромного числа разных ферментов. Достаточно простого соединения соответствующей молекулы-сигнала с нужным репрессором, чтобы началось образование молекул фермента.

Избирательное активирование клеткой тех или иных участков хромосомы (то есть записанной в них информации) настолько эффективно, что иногда кажется «сознательным». На самом деле, однако, реакции клетки носят автоматический характер и их можно «обмануть», как можно, например, «обмануть» автомат для газированной воды, опустив в него фальшивую монету. Так, некоторые искусственные соединения, по своему строению очень близкие к лактозе, служат прекрасными индукторами лактазы, хотя и не атакуются ею.

Они, следовательно, обманным путем заставляют клетку тратить энергию на образование фермента, который остается без применения. Сигнал срабатывает, но вызывает ложную тревогу. «Обман» возможен и в случае репрессии. Аналог незаменимой аминокислоты триптофана, 5-метилтриптофан, играет роль сигнала репрессии, вынуждая клетку прекращать синтез триптофана. Однако 5-метилтриптофан в отличие от триптофана не способен включаться в белок, а без триптофана клетка прекращает рост и погибает. Итак, ложный сигнал, в сущности, действует аналогично антибиотикам.

Если химические регуляторы управляют синтезом ферментов, то не могут ли они регулировать также и более общие функции клетки и прежде всего ее самовоспроизведение? Жакоб, Бреннер и Кюзен получили недавно доказательство существования подобной химической регуляции. Изучая репликацию кольцевой хромосомы Е. coli, они обнаружили, что синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты хромосомы вызывается сигнальной молекулой, соответствующей репрессору в случае синтеза ферментов. Эта молекула — «инициатор» — оказывает стимулирующее, а не подавляющее воздействие.


«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка





Читайте далее: