原核生物の遺伝子発現調節-オペロン説-

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オペロン説

ジャコブモノが提唱した、「抑制物質調節遺伝子構造遺伝子群オペロンが組になって遺伝子が働くとする説」である。構造遺伝子とは、1つの転写因子によって発現する複数の遺伝子の組のことである。ジャコブとモノは大腸菌の突然変異体を用いて原核生物の遺伝子発現調節を研究した。ラクトースオペロンやトリプトファンオペロンなどが確認されている。

ジャコブモノー
ジャコブとモノーhttp://ja.wikipedia.org/wiki/

ラクトースオペロン

ラクトースオペロンとは、ラクトース 分解酵素に関与する一連の構造遺伝子群(オペロン)である。ラクトースオペロンの遺伝子発現は、リプレッサー(下図)と呼ばれるタンパク質とオペレーター(DNA領域)により 支配されている。

ラクトースが培地に無い時

調節遺伝子が発現し、リプレッサー(調節タンパク質)が合成される。リプレッサーはオペレーターに結合し、RNAポリメラーゼによる構造遺伝子群の転写を抑制する。結果、ラクトース分解酵素は合成されない。

ラクトースが培地にある時

ラクトースがリプレッサーに結合し、ラクトース誘導物質となる。ラクトース誘導物質(リプレッサー)はオペレーターから離れ、RNAポリメラーゼの構造遺伝子群の転写が開始する。結果、ラクトース分解酵素が合成され、ラクトースは分解される。培地のラクトースが分解され、グルコースガラクトースになると「ラクトースが培地に無い時」の状態に戻る。

オペロン説
http://dnainfo.wikispaces.com/

原核生物と真核生物の遺伝子発現比較

遺伝子発現OFFの時

原核生物ではリプレッサーがオペレーターに結合している(下図左下)。真核生物ではDNAがヒストンに絡まったままであるか(下図右上)、もしくは抑制する調節タンパク質が調節領域に結合している(下図にはない)。

原核生物と真核生物

遺伝子発現ONの時

原核生物ではリプレッサーがオペレーターから外れてRNAポリメラーゼが結合している(下図左上)。真核生物では転写を促進させる調節タンパク質と基本転写因子とRNAポリメラーゼの複合体が結合している(下図右下)。

原核生物と真核生物
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