Молекулярная биология

Описание задачи

Учёные исследовали регуляцию экспрессии гена, кодирующего фермент, участвующий в метаболизме аминокислот у бактерий. Было установлено следующее:

1. В промоторной области этого гена присутствует участок, к которому может связываться белок-репрессор.

2. Репрессор активируется при высоком уровне аминокислоты в среде.

3. Если в клетку ввести мутантный вариант гена репрессора, который теряет способность связываться с оператором, фермент экспрессируется даже при высоких концентрациях аминокислоты.

Вопросы:

1. Какой тип регуляции транскрипции описан в данной задаче? Приведите аналогичный пример из классических модельных систем.

2. Опишите, как изменится уровень экспрессии фермента:

   • в нормальной клетке при низкой и высокой концентрации аминокислоты,

   • в мутантной клетке при тех же условиях.

3. В дальнейшем было показано, что данный ген регулируется также активаторным белком, который связывается с промотором только в условиях голодания (дефицит глюкозы).

   • Какой тип регуляции включается здесь?

   • Объясните, почему двойная система регуляции даёт эволюционное преимущество бактериям.

4. В эксперименте по site-directed мутагенезу заменили участок ДНК, к которому должен был связываться активатор. В результате экспрессия фермента снизилась даже при голодании.

   • Какой вывод можно сделать о роли активатора в регуляции этого гена?