Toán tử Lac (Toán tử cảm ứng) và Toán tử có thể nén

Các gen được quy định như một đơn vị bởi một công tắc duy nhất được gọi là toán tử. Gen Promoter đánh dấu vị trí bắt đầu phiên mã mRNA và nơi chim enzyme RNA polymerase. Toàn bộ đơn vị được gọi là operon.

Hoạt động của gen cấu trúc được điều chỉnh bởi vị trí của người vận hành với sự trợ giúp của protein ức chế được tạo ra bởi hoạt động của gen Vượt i Gọi là gen điều hòa. Các gen được biểu thị hay không biểu hiện tùy thuộc vào việc bật hay tắt công tắc.

Khi bật toán tử, ba gen được RNA polymerase phiên mã thành một đoạn mRNA duy nhất bao gồm cả ba gen. Mỗi đoạn gen được gọi là cistron và mRNA dài bao gồm tất cả các cistron được gọi là polycistronic. Nếu loại bỏ đường sữa ra khỏi môi trường, các enzyme cần thiết cho sự thoái hóa không được sản xuất.

Chất ức chế có thể kết hợp với gen người vận hành để kìm nén hành động của nó theo hai cách:

(I) Toán tử Lac (Toán tử cảm ứng):

Trong trường hợp này, operon thường bị tắt, do đó, không có phiên mã và do đó không có sự hình thành protein (enzyme) (Hình 6.63). Tuy nhiên, nó có thể được bật nếu một chất chuyển hóa được cung cấp cho vi khuẩn từ bên ngoài.

Nó bao gồm ba gen cấu trúc: Lac Z, Lac Y và Lac A, Chất chuyển hóa được thêm vào tiếp xúc với chất ức chế hoạt động liên kết với người vận hành, dẫn đến thay đổi cấu trúc của chất ức chế và chất ức chế được loại bỏ khỏi toán tử.

Toán tử được phiên mã và enzyme được sản xuất. Quá trình tiếp tục cho đến khi chất chuyển hóa (cảm ứng) được tiêu thụ. Sau khi tiêu thụ chất ức chế cảm ứng (chất chuyển hóa) một lần nữa có được dạng bậc ba, liên kết nó với toán tử và tắt operon (Hình 6.64).

Trong Lac operon Lactose khi được thêm vào các tế bào do tác động của enzyme cho phép một vài phân tử thường có trong tế bào. Lactose liên kết chính nó với chất ức chế hoạt động dẫn đến thay đổi cấu trúc của nó. Kết quả là bộ kìm nén bây giờ không tự liên kết với toán tử.

Bây giờ RNA polymerase bắt đầu quá trình phiên mã của operon bằng cách liên kết với vị trí Promer P. Tất cả ba enzyme được tạo thành viz. (galactosidase, permease và transacetylase. Cuối cùng, tất cả các phân tử lactose đã được sử dụng hết. Bây giờ, chất ức chế không hoạt động sẽ hoạt động, gắn vào toán tử và cuối cùng tắt operon.

(II) Toán tử có thể nén lại (Toán tử Tryptophan và Toán tử Arginine):

Trong hệ thống này, operon thường được bật để quá trình phiên mã diễn ra bình thường để tổng hợp enzyme. Nhưng operon có thể bị tắt do không yêu cầu chất chuyển hóa (Hình 6.66 B).

Trong operon tryptophan, sự hình thành tryptophan (một loại axit amin) cần hoạt động của năm enzyme liên tiếp. Sự hình thành của tryptophan là do gen R điều hòa tạo thành một chất ức chế không hoạt động được gọi là aporepressor không gắn vào vị trí của người vận hành.

Vì vị trí vận hành không có chất ức chế, hệ thống operon vẫn còn và tất cả năm enzyme cần thiết cho sự hình thành tryptophan được tổng hợp (Hình 6.66 A).

Khi tryptophan tích lũy hoặc thêm vào, một vài phân tử của tryptophan đóng vai trò là chất đồng ức chế và liên kết với chất ức chế không hoạt động (phức chất ức chế-cốt lõi) hoạt động và tự gắn vào toán tử, do đó tắt operon.