Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

l'⁴ Экспрессия генетического материале

следних частичных диплоидов (табл. 15.1), напротив, как мутантный 0^c так и нормальный О ⁺ гены оказывают влияние только на ген Ζ ⁺, расположенный на той же самой хромосоме. (В этом случае говорят, что гены действуют только в цис-положении, а мутации в таких генах часто называют цис-доминантными.) Если на хромосоме, несущей ген Z ⁺ присутствует ген О ⁺, то наблюдается индуцибельный синтез ß-галактозидазы, однако, если вместо него присутствует ген 0^с, синтез фермента оказывается конститутивным.

Для объяснения этих наблюдений Жакоб и Моно в 1961 г. выдвинули предположение о том, что транскрипция генов Ζ, Υ и А находится под контролем регуляторного участка, названного оператором (ген О ⁺ ). Они также предположили, что регуляция транскрипции на операторном участке осуществляется репрессором, продуктом гена I ⁺. Для репрессора были постулированы две функции. Одна из них - это связывание с оператором, подавляющее транскрипцию. Другая - связывание с индуктором. Авторы гипотезы предположили, что связывание репрессора

Рис. 15.6. Взаимодействие репрессора, индуктора и оператора при регуляции транскрипции генов лактозного оперона E. coli. А. В отсутствие индуктора репрессор связывается с оператором, тем самым препятствуя связыванию РНК-полимеразы с промотором,	прилегающим к операторной области. Б. Индуктор связывается с репрессором, инактивируя его, что дает возможность РНК-полимеразе связаться с промотором и начать транскрипцию.

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

15. Регуляция экспрессии генов у прокариот 175

Рис. 15.7. Доминантность гена I^+. В частично диплоидных клетках I^- /I^+ ген I ^+ обеспечивает достаточно высокую продукцию активного репрессора для связывания с операторами на обеих хромосомах, тем самым	предотвращая транскрипцию обоих лактозных оперонов. Поэтому в таких частичных диплоидах синтез ß-галактозидазы скорее индуцибельный, чем конститутивный.

с молекулой индуктора вызывает диссоциацию комплекса репрессороператор и тем самым делает возможной транскрипцию (рис. 15.6). Таким образом, гены Ζ, У и А вместе с промоторным и операторным участками, контролирующими их транскрипцию, образуют так называемый оперон. Под этим понятием подразумевают набор примыкающих друг к другу генов, находящихся под контролем общего репрессора, действие которого регулируется с помощью связывания с молекулами индуктора или эффектора. Эта гипотеза объясняет как рецессивный характер мутаций I^-, так и цис-действие гена О (см. рис. 15.7 и 15.8).

Рецессивное проявление мутации I ^- в частичном диплоиде, содержащем ген I ⁺, объясняется просто тем, что ген I ⁺ поставляет достаточное количество молекул репрессора для связывания с обоими операторными участками и обеспечения индуцибельности синтеза ß-галактозидазы. С другой стороны, присутствие аллелей 0^с и О ⁺ в частичном диплоиде отражается на контроле транскрипции гена ß-галактозидазы, расположенного только на той же самой хромосоме. В отличие от гена I функционирование гена О не связано с образованием каких-либо свободно перемещающихся внутри клетки продуктов.

Дополнительные свидетельства в пользу оперонной теории были получены благодаря открытию «полярных» мутаций. Было обнаружено, что nonsense (amber)-мутации в гене Z, приводящие, естественно, к утрате ß-галактозидазной активности, часто проявляются и в исчезновении пермеазной и трансацетилазной активности в клетках с генотипом Y ⁺ A ⁺ . Nonsense-мутации в гене Y, лишающие клетку пермеазной активности, тоже часто приводят к подавлению трансацетилазной активности в клетках с генотипом А ⁺. И в то же время эти мутации никак не