Структура и функции белков и пептидов

Регуляция биосинтеза белка в клетке
Синтез белка в клетке можно регулировать на этапе транскрипции, созревания иРНК, 
транспорта ее из ядра в цитоплазму, изменяя стабильность иРНК, в процессе трансляции и 
посттрансляционной модификации. Регуляция на самых ранних этапах (на уровне экспрес-
сии генов) является наиболее выгодной и потому широко используется. 
Примером регуляции экспрессии генов является работа 
lac
-оперона у 
E. coli
. 
Lac
-опе-
рон содержит 3 структурных гена ферментов, участвующих в метаболизме лактозы. В отсут-
ствие лактозы оперон заблокирован белком-репрессором (рис. 18.7). 
Рис. 18.7.
Работа 
lac
-оперона в отсутствие лактозы 
В присутствии индуктора (лактозы) репрессор меняет свою конформацию и отсоеди-
няется от ДНК. Однако если в этот момент в среде имеется глюкоза (более доступный источ-
ник энергии), транскрипция не идет. В том случае, если глюкоза отсутствует, в клетке увели-
чивается уровень цАМФ (сигнал «голода») и цАМФ в комплексе со специальным белком 
(catabolite activator protein) связывается с промотором. Только присутствие данного фактора 
позволяет РНК-полимеразе образовать прочную связь с промотором и начать транскрипцию 
(рис. 18.8).
 
Рис. 18.8.
Работа 
lac
-оперона при наличии лактозы и в отсутствие глюкозы 
Регуляторная часть генов эукариот устроена более сложно. Имеются энхансеры (эле-
менты, усиливающие транскрипцию), сайленсеры (ослабляющие), гормон-респонсивные 
элементы (hormone response element). Факторы транскрипции могут связываться с любым из 
этих элементов, и, тем самым, регулировать функции генов. В качестве индукторов биосин-
теза белка на генетическом уровне могут выступать не только субстраты (лактоза для лакта-
зы), но и стероидные гормоны, витамины D, A, тиреоидные гормоны, ионы металлов и др. 
Активность факторов транскрипции может регулироваться также путем ковалентной моди-
фикации (напр., фосфорилированием). 

---

94