Mikrobiologi - GFP laboration

Dr.scofield skrev:

Hej! Jag undrar om min slutliga tolkning till bilden nedan stämmer? Det har varit en smärtsam timma att få ihop den, därför uppskattar jag hjälp på lite lägre nivå. 😅 Tusen tack på förhand!

Bilden: 

 

 

 

Tolkningen:

Ara-operonet är ett system i bakterier som styr tre gener: araB, araA och araD (tillsammans kallade araBAD). Dessa gener kodar för enzymer som bryter ner sockret arabinos.

Ja dessa gener är med och hjälper till att metabolisera (bryta ner) arabinos. Men, det är inte bara dessa tre proteiner som används. Dessa tre proteiner är de som behövs för att kunna bryta ner just arabinos, resterande enzymer som cellen använder för att metabolisera kolhydrater generellt (bl.a. glukos). 

 

Separat från dessa gener finns genen araC. Den kodar för proteinet AraC. AraC är ett reglerande protein som bestämmer om araBAD-generna ska vara på eller av.

RNA-polymeras är enzymet som måste binda framför araBAD för att generna ska kunna läsas av och enzymer produceras.

Ja araC genen är separat, och det bildas hela tiden lite av detta protein, så att det finns närvarande och kan reglera uttrycket av de andra generna. araC 

Precis, RNA-polymerasets roll är att binda till DNA och bilda mRNA som kodar för proteinerna B/A/D. Och dessa mRNA används sedan av ribosomerna för att bilda motsvarande protein. 

 

Utan arabinos: AraC (proteinet) sitter på DNA (BAD) på ett sätt som blockerar RNA-polymeras. Då kan inte araBAD läsas av. Inga enzymer produceras. Operonet är avstängt.

Precis. 

 

Med arabinos: Arabinos binder till proteinet AraC. När det händer ändrar AraC form. Då slutar det blockera och hjälper istället RNA-polymeras att binda till promotorn. Nu kan araBAD läsas av och enzymer produceras. Operonet är påslaget.

Ja bindandet av arabinos ändar strukturen hos proteinet araC, och som illustreras i bilden blir en tidigare (av araC) blockerad bit av DNA fri, så att RNA polymeras kan "landa" , binda och börja syntetisera mRNA. Denna bit DNA som blockeras av araC kallas för promotor, och promotorn reglerar gen(ers) uttryck (d.v.s. hur mycket mRNA som bildas vid en viss tidpunkt). Och med massvis med olika promotorer kan uttrycket av många olika gener regleras, en del tillsammans (t.ex. som del i ett operon) samt individuellt - och åt olika håll (upp/ner). 

Arabinos VILL alltså brytas ner, och när den inte finns närvarande är araBAD avstängda tack vare araC som blockerar vägen för RNA polymeras genom att binda till araBAD, eftersom bildandet av enzymerna hade annars varit i onödan och energin hade slösats.

Ja precis. Det är i princip ett självreglerande system som aktiverar bildandet av de enzymer som behövs för att cellen skall kunna bryta ner arabinos. Och omvänt när tillgången på arabinos minskar (eller saknas) så sker inte längre denna aktivering, och araC binder och blockerar bildandet av BAD mRNA som kodar för BAD proteinerna.

Detta är ett exempel på hur uttrycket av gener (och därmed bildandet av respektive proteiner) regleras i celler generellt. Genom att en signal detekteras (ökande koncentration av arabinos), ger upphov till en förändring i hur mycket en eller flera gener transkriberas av RNA polymeraset (mängden mRNA går upp eller ner). Mängden nybildat protein ökar/minskar, vilket påverkar en något som sker i cellen (metabolismen i detta exempel). Alla gener kan inte uttryckas samtidigt för det kostar för mycket resurser för cellen (ATP, aminosyror, RNA polymeras, ribosomer m.m.), och dessa resurser har alltid varit begränsade under livets utveckling. Cellen, och liv generellt, har varit tvungen att optimera när resurserna används, och att t.ex. kunna bryta ner arabinos när det inte finns, förbättrar inte läget för cellen snarare tvärt om.

(Sedan VILL väl ingen att just ett ämne skall brytas ner, det är ju endast en kolhydrat. Vissa celler kan bryta ner arabinos, något som varit positivt för dem under evolutionen).

Åh tusen tack ska du ha!!! 

För all del!

Har ni gått igenom detta på denna detaljnivån under gymnasiebiologin? 

Vi gick igenom detta i mikrobiologi (specialiseringskursen) på denna detaljnivån. Detta har vi labbat med och nästa labb kommer att handla om PV92. Därefter har vi prov på dessa. :) 

Okej jag vara bara lite nyfiken över den högre nivån. Kul med lite typ forensisk undersökning i labbet.