ऑपेरॉन और प्रोकैरियोटिक जीन विनियमन

ऑपेरॉन — साझा नियंत्रण के तहत समूहित जीन — और वे रिप्रेसर तथा एक्टिवेटर जो जीवाणुओं को अपने पर्यावरण के प्रति प्रतिक्रिया में उपापचयी जीनों को चालू और बंद करने देते हैं।

Definition

एक ऑपेरॉन जीवाणु जीनों का एक समूह है जो एक सामान्य नियामक नियंत्रण के तहत एक प्रमोटर से एक इकाई के रूप में प्रतिलेखित होता है; प्रोकैरियोटिक जीन विनियमन कोशिकीय संकेतों के जवाब में ऑपेरॉन अभिव्यक्ति को समायोजित करने के लिए ऑपरेटर और प्रमोटर डीएनए पर कार्य करने वाले रिप्रेसर और एक्टिवेटर प्रोटीन का उपयोग है।

Scope

यह विषय प्रोकैरियोट्स में जीन विनियमन को कवर करता है, जो ऑपेरॉन पर केंद्रित है। यह ऑपरेटर और प्रमोटर तत्वों, रिप्रेसर द्वारा नकारात्मक नियंत्रण और एक्टिवेटर द्वारा सकारात्मक नियंत्रण, छोटे-अणु संकेतों द्वारा प्रेरण और दमन, और lac तथा trp ऑपेरॉन जैसे क्लासिक उदाहरणों को संबोधित करता है। यह प्रोकैरियोटिक नियामक तर्क का वर्णन करता है; यूकेरियोटिक और क्रोमेटिन-स्तर का नियंत्रण संबंधित विषयों में शामिल है।

Core questions

• ऑपेरॉन क्या है और जीवाणु जीन अक्सर इस तरह क्यों व्यवस्थित होते हैं?
• रिप्रेसर और ऑपरेटर नकारात्मक नियंत्रण कैसे देते हैं?
• एक्टिवेटर और छोटे-अणु संकेत सकारात्मक नियंत्रण और प्रेरण कैसे देते हैं?
• lac और trp ऑपेरॉन प्रेरणशील और दमनशील विनियमन को कैसे दर्शाते हैं?

Key theories

ऑपेरॉन मॉडल

जैकोब और मोनोड ने प्रस्तावित किया कि एक नियामक जीन एक रिप्रेसर को एन्कोड करता है जो आसन्न संरचनात्मक जीनों के प्रतिलेखन को नियंत्रित करने के लिए एक ऑपरेटर से जुड़ता है, जो जीवाणुओं में समन्वित, संकेत-प्रतिक्रियाशील जीन अभिव्यक्ति की व्याख्या करता है।

नकारात्मक और सकारात्मक नियंत्रण

ऑपेरॉन को नकारात्मक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, रिप्रेसर द्वारा जो एक इंड्यूसर द्वारा हटाए जाने तक प्रतिलेखन को अवरुद्ध करते हैं, और सकारात्मक रूप से, एक्टिवेटर द्वारा जिनकी प्रतिलेखन को चालू करने के लिए आवश्यकता होती है, जिससे पोषक तत्वों और संकेतों के प्रति लचीली प्रतिक्रियाएं मिलती हैं।

Mechanisms

एक ऑपेरॉन में, एक एकल प्रमोटर कई संरचनात्मक जीनों के प्रतिलेखन को नियंत्रित करता है। एक रिप्रेसर प्रोटीन, जो एक नियामक जीन का उत्पाद है, पॉलीमरेज़ को अवरुद्ध करने के लिए ऑपरेटर से जुड़ सकता है; रिप्रेसर से बंधने वाला एक इंड्यूसर अणु इस अवरोध को हटा देता है, जिससे ऑपेरॉन चालू हो जाता है, जैसा कि lac ऑपेरॉन में होता है। इसके विपरीत, एक कोरप्रेसर एक रिप्रेसर को सक्रिय कर सकता है ताकि एक जैवसंश्लेषक ऑपेरॉन को बंद कर सके, जैसा कि trp ऑपेरॉन में होता है। सकारात्मक नियंत्रण एक्टिवेटर प्रोटीन जोड़ता है, जो प्रमोटर के पास बंधने पर, कुशल प्रतिलेखन के लिए आवश्यक होते हैं, जिससे जीनों को व्यक्त करने के निर्णय में कई संकेतों को एकीकृत किया जा सके।

Clinical relevance

ऑपेरॉन तर्क एंटीबायोटिक दवाओं और पोषक तत्वों के तनाव के प्रति जीवाणु प्रतिक्रियाओं को रेखांकित करता है और सिंथेटिक जीन सर्किट के डिजाइन को सूचित करता है; इसे महत्व के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन के रूप में।

History

जैकोब और मोनोड के lac ऑपेरॉन अध्ययन, जो 1961 में प्रकाशित हुए थे, ने ऑपेरॉन और रिप्रेसर-ऑपरेटर तंत्र को परिभाषित किया, जिससे उन्हें 1965 के फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार का एक हिस्सा मिला और जीन विनियमन को समझने के लिए एक खाका प्रदान किया।

Key figures

• François Jacob
• Jacques Monod
• André Lwoff

Seminal works

• jacob1961
• watson2013

Frequently asked questions

lac ऑपेरॉन क्या है?

E. coli में लैक्टोज के उपयोग के लिए जीनों का एक समूह, एक रिप्रेसर द्वारा नियंत्रित होता है जो लैक्टोज मौजूद होने पर जारी होता है, जिससे जीन केवल तभी चालू होते हैं जब उनकी आवश्यकता होती है।

एक प्रेरणशील और एक दमनशील ऑपेरॉन के बीच क्या अंतर है?

एक प्रेरणशील ऑपेरॉन सामान्यतः बंद रहता है और एक इंड्यूसर द्वारा चालू किया जाता है; एक दमनशील ऑपेरॉन सामान्यतः चालू रहता है और तब बंद हो जाता है जब एक कोरप्रेसर संकेत देता है कि उसका उत्पाद प्रचुर मात्रा में है।