7. ara operonas
Kitas E. coli operonas, dalyvaujantis cukrų metabolizme yra ara (arabinozės) operonas
Jį sudaro:
Trys struktūriniai genai, dalyvaujantys arabinozės metabolizme
Jie žymimu araB, araA ir araD
Vienas promotorius, PBAD
CAP vieta, prie kurios jungiasi CAP (catabolite activator protein) baltymas

8. Tai priklauso nuo to, ar aplinkoje yra arabinozės
araC genas yra šalia ara operono
Jis turi savo promotorių, PC
Šis genas koduoja reguliacinį baltymą, AraC
AraC gali prisijungti prie trijų skirtingų operatoriaus vietų
Jos žymimos araI, araO1 ir araO2
AraC baltymas gali veikti ir kaip teigiamas, ir kaip neigiamas transkripcijos reguliatorius
Tai priklauso nuo to, ar aplinkoje yra arabinozės

9. Nesant arabinozės, ara operonas blokuojamas
AraC baltymas jungiasi prie visų trijų operatorių
AraC dimeras jungiasi prie araO1 ir taip slopina araC geno transkripcija
Tai leidžia palaikyti ląstelėje žemą AraC baltymo koncentraciją
AraC monomerai, prisijungęs prie araO2 ir araI slopina ara operoną
Sudarydami DNR kilpą jie susijungia vienas su kitu ir neleidžia RNA pol prisijungti prie PBAD
araO1
Nesant arabinozės, ara operonas blokuojamas

10. CAP-cAMP aktyvinimas vyksta tada, kai gliukozės kiekiai yra nedideli
Arabinozė jungiasi prie AraC baltymų
Sąveikos tarp AraC baltymų ir araO2 bei araI yra suardomos
Todėl yra išardoma ir DNR kilpa
Papildomas AraC baltymas jungiasi prie araI
Šis AraC dimeras araI vietoje veikia kaip transkripcijos aktyvatorius
CAP-cAMP aktyvinimas vyksta tada, kai gliukozės kiekiai yra nedideli
Esant arabinozės, ara operonas yra aktyvinamas

12. GENŲ REGULIAVIMAS BAKTERIOFAGŲ GYVENIMO CIKLO METU
Bakteriofagai yra virusai, kurie infekuoja bakterijas
Bakteriofagų struktūriniai genai dažnai sudaro operonus
Kaip ir bakterijų operonai, taip ir fagų operonai gali būti kontroliuojami baltymų represorių ir aktyvatorių

13. Fago l gyvenimo ciklai
Fagas l gali jungtis prie bakterijos paviršiaus ir įšvirkšti savo DNR į bakterijos citoplazmą
Po to fagas vystosi pagal vieno iš galimų gyvenimo ciklų
Lizinį ciklą
Lizogeninį ciklą

14. Šis procesas yra vadinamas indukcija
Pereina į lizinį ciklą
Šis procesas yra vadinamas indukcija
Profagai gali egzistuoti tokioje “snūduriuojančioje” būsenoje ilgą laiką
Virulentiniai fagai vystosi tik pagal lizinį ciklą
Nuosaikūs fagai gali vystytis pagal abu ciklus

15. Viruso galvutėje fago l DNR yra linijiška
Viruso DNR patekus į bakteriją linijiškos DNR galai kovalentiškai susijungia ir suformuoja žiedą
Genų išsidėstymas žiedinėje chromosomoje atspindi du alternatyvius gyvenimo ciklus
Genai, esantys centrinėje viršutinėje chromosmos dalyje yra transkribuojami iš karto po infekcijos, pačioje ciklo pradžioje
Nuo jų ekspresijos priklauso, kuris iš ciklų bus pasirinktas
Genai, esantys kairėje viruso genomo pusėje koduoja baltymus, atsakingus už lizogeninę infekciją
Genai, esantys dešinėje viruso genomo pusėje koduoja baltymus, atsakingus už lizinę infekciją

16. Fago l gyvenimo ciklai
Pasirinkimas tarp lizinio ir lizogeninio ciklų priklauso nuo keletos reguliacinių baltymų veikimo
Šie baltymai jungiasi prie kelių specifinių bakteriofago l genomo vietų

17. Koduoja du baltymus: N ir cro
N baltymas yra antiterminatorius
Jis jungiasi prie RNR polimerazės ir blokuoja transkripcijos terminaciją
cII genas koduoja baltymą aktyvatorių
cIII genas koduoja baltymą, stabilizuojantį cII baltymą aktyvatorių
Genai O ir P koduoja baltymus, kurių reikia DNR sintezei pradėti
Genas Q koduoja kitą antiterminatorių, reikalingą liziniam ciklui

18. cII/cIII aktyvina transkripciją nuo PI ir PRE
PRE = Promoter for l Repressor during Establishment of lysogenic cycle
int genas koduoja baltymą integrazę, kuris integruoja l DNR į bakterijos chromosomą
l represorius prisijungia prie šalia esančių operatorių PR ir PL
Taip yra nuslopinama genų, reikalingų liziniam ciklui, ekspresija
l represorius taip pat aktyvina PRM (Repressor to Maintain the lysogenic cycle)
Tada yra gaminami pakankami l represoriaus kiekiai

19. cro baltymas jungiasi prie dviejų operatorių OR ir OL
Prisijungimas prie OL slopina transkripciją nuo PL
Prisijungimas prie OR sukelia keletą pasekmių
Slopina transkripciją į kairę nuo PRM
•Tai sustabdo geno cI, koduojančio l represorių, ekspresiją
Leidžia neintensyvią transkripciją į dešinę nuo PR
• Tai įgalina O, P ir Q genų transkripciją
Q baltymas yra antiterminatorius, kuris leidžia transkripciją nuo kito promotoriaus, PR’
PR’ kontroliuoja labai didelį operoną, koduojantį baltymus, reikalingus fago apvalkalėlio susirinkimui, DNR supakavimui ir bakterijos ląstelės lizei
O ir P baltymai yra būtini l DNR replikacijai

20. Pasirinkimą tarp dviejų ciklų lemia ląstelinės proteazės
Pagrindinis vaidmuo apsprendžiant lizinį ar lizogeninį kelia tenka cII baltymui
cII baltymą lengvai suardo ląstelinės proteazės, kurias gamina E. coli
Ar šios proteazės bus gaminamos, priklauso nuo aplinkos sąlygų

21. Taigi, palankios aplinkos sąlygos skatina lizinį fago ciklą
Jei augimo sąlygos bakterijoms yra labai palankios, tada susidaro dideli viduląsteliniai proteazių kiekiai
cII baltymas yra suardomas
Todėl PRE nėra aktyvinamas ir nesusidaro l represorius
cro baltymas yra lėtai kaupiamas, kol susidaro didelės jo koncentracijos
cro baltymas prisijungia prie OR ir slopina l represoriaus transkripcija nuo PRM
Tuo pat metu cro baltymas skatina lizinio ciklo pradžią
Taigi, palankios aplinkos sąlygos skatina lizinį fago ciklą
Tai suprantama, nes naujų bakteriofagų sintezei reikia pakankamai didelių maisto medžiagų ir energijos kiekių

22. Jei maistinių medžiagų nepakanka (bakterijos badauja), ląstelinės proteazės yra santykinai neaktyvios
cII baltymas yra gaminamas žymiai greičiau nei cro baltymas
cII baltymas “įjungia” PRE
Yra gaminamas l represorius
Aplinkos sąlygos, kurios yra nepalankios bakterijoms augti, skatina lizogeninį bakteriofagų ciklą
Tai prasminga, nes aplinkoje nėra pakankamai maisto medžiagų, kurios užtikrintų naujų bakteriofagų sintezę

23. Pavyzdys gali būti apšvita UV spinduliais
Jei yra pasirinktas lizogenijos kelias, kai kurios aplinkos sąlygos gali jį perjungti į lizinį kelią
Pavyzdys gali būti apšvita UV spinduliais
recA (ląstelinis baltymas, dalyvaujantis DNR rekombinacijoje) aptinka DNR pažaidas
Jis aktyvinamas ir tampa proteaze
Jis suardo l represorių ir jį inaktyvina
Tai įgalina transkripciją nuo PR
Pradeda kauptis cro baltymas
Pereinama į lizinį ciklą
Tai naudinga fagui, nes poveikis UV spinduliais gali sukelti tiek pažaidų bakterijos DNR, kad ji au nebesugebės toliau augti ir daugintis

24. Genetinis jungiklis tarp dviejų ciklų yra OR sritis
OR srityje yra trys operatoriaus vietos, žymimos OR1, OR2 ir OR3
Šios operatoriaus vietos kontroliuoja du promotorius - PR ir PRM, nuo kurių transkripcija vyksta į priešingas puses
l represoriaus baltymas arba cro baltymas gali prisijungti prie bet kurios iš trijų operatoriaus vietų
Šis prisijungimas ir nulemia ar bus įgyvendintas lizogeninis, ar lizinis ciklas
Prisijungimas priklauso nuo dviejų kritinių veiksnių
Nuo santykinio reguliuojančių baltymų afiniškumo šioms reguliacinėms vietoms
Nuo reguliacinių baltymų koncentracijos ląstelėje

25. l represorius yra dimeras cro baltymas yra dimeras
l represoriaus afiniškumas didžiausias OR1, po to seka OR2, po to - OR3
Cro baltymo afininiškumas didžiausias OR3, panašiai afiniškas OR2 ir OR1
l represorius yra dimeras
cro baltymas yra dimeras
Šis prisijungimas blokuoja transkripciją nuo PR
cooperative interaction
via
Šis prisijungimas blokuoja transkripciją nuo PRM
Lizinis ciklas yra išjungiamas
Lizogeninis ciklas yra išjungiamas
PR nereikia vėlesnėms lizinio ciklo stadijoms
l represorius pirmiausia atsikabina nuo OR3

26. Genetiniai jungikliai yra svarbūs bakterijų ir eukariotų vystymuisi
Tokiu būdu yra reguliuojama
Bakterijų sporuliacija arba vegetatyvinis dauginimasis
Ląstelių diferenciacijos iniciacija eukariotų vystymosi metu