Добро пожаловать на наш сайт!

Как видите, жизнь простых организмов не так уж и проста, и этот курс лекций как раз и пытается показать, как микроорганизмы решают свою основную проблему - регуляцию метаболизма в меняющихся условиях среды.

Поскольку основную функциональную нагрузку при взаимодействии любого организма с внешней средой несут белки (либо непосредственно, либо посредством своих ферментативных активностей), а информация о структуре и количестве белков кодируется генетическим аппаратом клетки, возможности для регуляции имеются на всем пути экспрессии кодируемой организмом информации. Иными словами, регуляция возможна как на пути от ДНК к РНК (при транскрипции), так и от РНК к белку (при трансляции). В обоих случаях экономия ресурсов организма достигается за счет выключения очень энергоемких процессов биосинтеза макромолекул - белка либо РНК (и, следовательно, белка). Кроме того, возможна также регуляция на уровне белков (как правило, аллостерических ферментов, меняющих свою активность при взаимодействии с низкомолекулярными веществами, напр., конечными продуктами какого-то биосинтетического пути). Здесь происходит экономия энергии при ингибировании энергоемких ферментативных реакций.

схема: уровни регуляции (действительно нужен простой рисунок):

I- дотранскрипционный (метилирование ДНК) - cell cycle; спирализация хроматина у эукариот

II - транскрипционный:

а) инициация (промоторы+регуляторные белки)

б) терминация (аттенуация и антитерминация)

III - посттранскрипционный:

а) стабильность мРНК (rpoS)

б) инициация трансляции (cold shock)

IV - посттрансляционный: регуляция метаболизма посредством белок-белковых взаимодействий и модификации белков; аллостерическая регуляция (хемотаксис)

- 1 -

A priori можно предположить, что именно регуляция на стадии инициации транскрипции будет наиболее эффективной - регуляция на начальных этапах длинного пути экспрессии генетической информации явно приведет к наибольшей экономии ресурсов клетки. Наверное, именно поэтому транскрипционная регуляция является на настоящий момент наиболее изученной (хотя, скорее всего, этот уровень регуляции действительно наиболее часто используется клеткой). С нее мы и начнем.