النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
Rapid Induction Capabilities of the trp Operon
المؤلف:
Robert Schleif
المصدر:
Genetics and Molecular Biology
الجزء والصفحة:
2nd Edition , p388-390
2025-07-02
42
The tryptophan operon consists of five genes that code for the enzymes unique to the synthesis of tryptophan, trpE, D, C, B, and A (Fig. 1). In addition, the trpR gene codes for a repressor that helps regulate expression of these genes. TrpR repressor protein bound to the trp operator blocks access of RNA polymerase to the promoter. Since this repressor binds to trp operator far better in the presence of its corepressor tryptophan than in its absence, the transcription of the trp genes is repressed in the presence of excess tryptophan and derepressed during times of tryptophan deficiency.
Fig1. The trp operon that codes for the enzymes necessary for the conversion of chorismate to tryptophan. Shown is the operator, o; promoter, p; leader region, trpL; and the positions within the operon of the five trp structural genes.
A classical repression mechanism, in which the repressor protein blocks binding or initiation by RNA polymerase, is adequate for meeting part of the regulatory requirements of the tryptophan operon. Such a regulation mechanism, however, cannot monitor the overall capability of the cell to synthesize protein, and it would permit trp mRNA synthesis whenever tryptophan was in short supply, even when protein synthesis was impossible. Such a mechanism is not adequate for regulating an amino acid biosynthetic operon. In the next section we shall discuss how the cell can link protein synthetic ability to mRNA synthesis. Before that, however, we shall examine an amusing consequence of repression in trp as well as look at one possible reason for the existence of repression in the trp operon.
TrpR represses synthesis of messenger for aroH, which encodes DAHP synthetase messenger as well as the trp operon messenger. For both, in the presence of tryptophan, it binds to DNA and blocks RNA polymerase from binding to the promoter. An interesting variation is shown between the two promoters. In the trp operon, the operator is centered around the -10 region of the RNA polymerase binding site, whereas in the aroH operon, the repressor-binding site is located around the -35 region. Since both of these operators are similar, the -10 region of the trp promoter and the -35 region of the aroH promoter can only weakly resemble the sequences typical of these regions in active promoters (Fig. 2). Apparently to compensate for this drastic alteration in part of the RNA polymerase-binding site, the other portions of the RNA polymerase-binding sites of these two promoters are homologous to highly active consensus promoter sequences.
Fig2. DNA sequences of the aroH and trp operon RNA polymerase binding sites aligned according to the homologies between the TrpR binding sites. Identical bases are shown in red. The -35 and -10 RNA polymerase recognition sequences are underlined.
In addition to regulating the trp operon and aroH, TrpR repressor in the presence of tryptophan also represses its own synthesis. As we will see, the consequences of this self-repression are that the cellular levels of the trp enzymes can rapidly increase to optimal levels following tryptophan starvation. The ara operon uses a positive-acting regulation mechanism to generate a rapid induction response followed by a lower steady-state response as catabolite repression turns down induction once catabolism of arabinose begins. The, trp operon achieves a rapid response using only negative-acting elements.
How is the rapid enzyme induction accomplished? Consider cells growing in the presence of excess tryptophan. In such a case the trp operon, trpR, and aroH genes are all repressed, but not fully off. A balance is maintained such that the level of TrpR repressor represses the trpR gene so as to maintain that level. Upon tryptophan starvation, these genes are all derepressed, and the gene products are synthesized at a high rate (Fig. 3). As the intracellular concentration of TrpR repressor and tryptophan itself both increase, appreciable repression can set in, and transcription of the three sets of genes decreases. Finally, when steady state has been reached in minimal medium lacking tryptophan, the trp operon is 90% repressed, in part because the level of trp repressor is much higher than it is in the presence of tryptophan.
Fig3. Repressor level, trp promoter activity, and trp enzyme levels following exhaustion of tryptophan from the medium of growing cells.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
