Oqsil biosintezining boshqarilishi. Oqsil sintezi ingibitorlari

106
Oqsil sintezining boshqarilish gipotezasi bakteriya hujayralarida
fermentlarning induksiya va repressiyasini o‘rganishga asoslangan.
Bakteriyalar o‘sayotgan muhitga substrat qo‘shilsa, shu substratga ta’sir
etuvchi fermentlarning induktiv hosil bo‘lishi isbotlangan. Ma’lum
fermentativ reaksiyaning oxirgi mahsulotlari muhitga qo‘shilsa,
ferment
miqdori kamayadi. Reaksiya mahsulotlari ta’sirida fermentlar
miqdorining kamayishi repressiya deyiladi.
Jakob va Mono tomonidan fermentlarning induksiya va
repressiyasining 50-yillar oxirida genetik mexanizmlari o‘rganilgan.
Oqsil sintezini boshqarishda uch xil genlar: struktur, boshqaruvchi va
operator genlar ishtirok etadi. Struktur genlar hosil bo‘ladigan
oqsillarning birlamchi strukturasini belgilaydi. DNK molekulasiga
komplementar ravishda hosil bo‘lgan mRNK ribosomaga yetib oqsil
sintezi uchun matritsa vazifasini bajaradi. Induksiya yo‘li bilan oqsil
sintezining boshqarilishini quyidagi sxema bilan ko‘rsatish mumkin:
32-rasm.
Oqsil
sintezining boshqarilishi
107
Boshqaruvchi gen muhim oqsil–repressorning sintezini ta’minlaydi.
Operatorlik qiluvchi gen operonning struktura genlari ishini boshqaradi.
Agar bu gen erkin bo‘lsa, struktur genlari ishlaydi yoki repressor bilan
bog‘langan bo‘lsa, struktur genlarning ishi to‘xtaydi.
Oqsil sintezini boshqarishda promotor geni rol o‘ynaydi. Bu gen
murakkab tuzilgan bo‘lib, ikki qismdan iborat. Bir qismi o‘zining B
kichik birliklari yordamida bu genni bo‘lakka parchalovchi RNK-
polimerazaning birikishi uchun xizmat qiladi. Bu genda o‘rnashib
qolgan RNK–polimeraza operon struktur genlarining transkripsiyasini
boshlashi mumkin. Promotorning ikkinchi qismi maxsus oqsil –
resipiyentga sAMFning birikishidan hosil bo‘ladigan kompleksning
birikish joyi bo‘lib xizmat qiladi. Keyingi vaqtda maxsus oqsil
yordamida operon transkripsiyasi uchun kerak bo‘ladigan sAMFning
DNK molekulasiga birikishi aniqlandi. Sxemaga ko‘ra DNKning
struktur genlarida hosil bo‘ladigan mRNK
operator deb yuritiluvchi
DNKning ma’lum uchastkasi tomonidan bevosita nazorat qilinadi.
Operator struktur genlarning eng chetida joylashgan bo‘lib, ularni
funksiyasini tartibga soladi.
Struktur va boshqaruv genlar DNK molekulasining turli uchastkasida
joylashganligiga qaramay ular oraliq modda – repressor yordamida bir-
biri bilan bog‘langan. Repressor boshqaruvchi genda mRNK
matritsasida yadroda hosil bo‘ladi. Repressor operatorga yaqin bo‘lib,
u bilan birikib, qaytalama kompleks hosil qiladi. Bunday kompleks
mRNK sintezini buzadi, natijada oqsil sintezi ham buziladi.
Repressorning yana bir
xususiyati shundan iboratki, u kichik
molekulali birikmalar – induktor va effektorlar bilan ham birikadi.
Induktor bilan birikkanda, boshqaruvchi gen bilan birikish xususiyatini
yo‘qotadi, natijada u boshqaruvchi gen nazoratidan chiqadi va mRNK
sintezi boshlanadi. Induktor oqsil-repressor bilan birikish oqibatida,
repressor molekulasining uchlamchi strukturasini shunday o‘zgartiradi,
natijada u boshqaruvchi gen bilan birikish xususiyatini yo‘qotadi.
Yuqori tuzilgan organizmlar hujayralarida genning boshqarilishi
ancha murakkabdir. Eukariot hujayralarda transkripton strukturasining
ko‘pgina
qismi boshqaruvchi uchastkadan, kamroq qismi esa struktur
genlarga tegishli. Agarda oxirgi zona oqsilni kodlasa, birinchi zona
repressor–oqsillar bilan bog‘lanadi va bu mexanizm orqali struktur
genlar transkripsiyasini boshqaradilar. Shu transkriptonda DNKga
bog‘liq RNK – polimeraza yordamida hosil bo‘luvchi mRNK oqsil
sintezi haqida axborot saqlamaydigan polinukleotid zanjir bo‘lagini
tutadi.
108
Shuning uchun mRNKning katta molekulasi (promRNK) yadroda
parchalanib noinformativ qismini yo‘qotadi,
ajralgan mRNK
sitoplazmaga o‘tadi va ribosomada oqsil sintezida ishtirok etadi.
Ko‘rib chiqilgan oqsil sintezi boshqarilishi yuqori tuzilgan
organizmlardagi oqsil sintezi boshqarilishining murakkab sistemasining
birgina qismi bo‘lib hisoblanadi. Organizmda boshqarilishi faqat
makromolekula bosqichida bo‘lmay, balki hujayra ichi strukturalari
(polisomalar hosil bo‘lishi, membrana roli), hujayra bosqichida (yadro-
sitoplazma munosabati), a’zo va organizm bosqichida (neyrogumoral
boshqarish) olib boriladi.
Oqsil va fermentlar sinteziga asosan steroid gormonlar ta’sir etadi.
Ularning ta’siri genom bosqichida bo‘lib, spetsifik RNK va oqsillar
sintezi stimulyatsiya qilinadi.
Streroid gormonlar nishon hujayralarga kirib, u yerda o‘zlarining
retseptor oqsillari bilan birikadilar, natijada retseptorlar o‘z
konfiguratsiyasini o‘zgartirib, gormonlar
bilan birgalikda yadro
membranasi orqali o‘tib, xromatindagi giston bo‘lmagan oqsillar bilan
birikma hosil qiladilar. Bunday birikmalar DNKga RNK – polimeraza
ta’sir etib, ba’zi RNK, ayniqsa, mRNK, sintez xarakterini o‘zgartirishga
olib keladi.
Gormonlar ta’siri ostida asosan RNK sintezi faollanadi, ammo ba’zi
vaqtlarda ingibirlanishi mumkin (misol: gidrokortizonning timusdagi
ta’siri).
Transkripsiya jarayonining boshqarilishi xromatindagi giston va
giston bo‘lmagan oqsillar yordamida boshqariladi. Gistonlar ATF
hisobiga fosforlanish natijasida o‘zining ingibitorlik xususiyatlarini
yo‘qotadilar. DNK bilan bog‘langan giston bo‘lmagan
oqsillar RNK
sintezini gistonlar bilan ingibirlanishiga qarshilik ko‘rsatadilar.
Shunday qilib, transkripsiyani boshqarilishida gistonlar RNK
sintezini ingibirlaydilar, giston bo‘lmagan oqsillar esa bunga qarshilik
qiladilar.
Translyatsiyadan so‘ng boshqarilish initsiatsiya, elongatsiya va
terminatsiya bosqichida bo‘lib, ular har xil oqsil faktorlari va mRNKga,
translyatsiya protsessiga ta’sir etuvchi ingibitorlar ta’siri ostida bo‘ladi.
Hozirgi vaqtda tibbiyot amaliyotida odam organizmiga ta’sir etmay
bakteriyalarda nuklein kislota va oqsil biosintezi jarayonini
tormozlovchi ko‘pgina antibiotiklar qo‘llaniladi.
Antibiotiklar nuklein
kislota va oqsil biosintezining muhim reaksiyalariga ta’sir etadilar.