Induktor
W biologii molekularnej induktor to cząsteczka regulująca ekspresję genów . Induktor działa na dwa sposoby; mianowicie:
- Poprzez wyłączenie represorów . Gen , ponieważ induktor wiąże się z represorem. Związanie induktora z represorem zapobiega związaniu się represora z operatorem . Polimeraza RNA może następnie rozpocząć transkrypcję genów operonu .
- Wiążąc się z aktywatorami . Aktywatory na ogół słabo wiążą się z sekwencjami DNA aktywatora , chyba że obecny jest induktor. Aktywator wiąże się z induktorem, a kompleks wiąże się z sekwencją aktywującą i aktywuje gen docelowy. Usunięcie induktora zatrzymuje transkrypcję.
Ponieważ wymagana jest mała cząsteczka induktora, zwiększona ekspresja genu docelowego nazywana jest indukcją . Operon laktozowy jest jednym z przykładów systemu indukowalnego.
Funkcjonować
Białka represorowe wiążą się z nicią DNA i zapobiegają przyłączaniu się polimerazy RNA do DNA i syntetyzowaniu mRNA. Induktory wiążą się z represorami, powodując ich zmianę kształtu i uniemożliwiając im wiązanie się z DNA. Dlatego umożliwiają transkrypcję, a tym samym ekspresję genów.
Aby gen mógł ulec ekspresji, jego sekwencja DNA musi zostać skopiowana (w procesie znanym jako transkrypcja ), aby utworzyć mniejszą, ruchomą cząsteczkę zwaną informacyjnym RNA (mRNA), która przenosi instrukcje tworzenia białka do miejsca, w którym białko jest wyprodukowany (w procesie znanym jako translacja ). Wiele różnych rodzajów białek może wpływać na poziom ekspresji genów poprzez promowanie lub zapobieganie transkrypcji. U prokariotów (takich jak bakterie) białka te często działają na część DNA znaną jako operator na początku gen. Promotor to miejsce, w którym polimeraza RNA , enzym, który kopiuje sekwencję genetyczną i syntetyzuje mRNA, przyłącza się do nici DNA.
Niektóre geny są modulowane przez aktywatory , które mają przeciwny wpływ na ekspresję genów niż represory. Induktory mogą również wiązać się z białkami aktywatorowymi, umożliwiając im wiązanie się z DNA operatora, gdzie promują transkrypcję RNA.
Ligandy , które wiążą się w celu dezaktywacji białek aktywatorów, nie są, w sensie technicznym, klasyfikowane jako induktory, ponieważ ich działanie polega na zapobieganiu transkrypcji.
Przykłady
operon lac
Induktorem w operonie lac jest allolaktoza . Jeśli laktoza jest obecna w pożywce, to niewielka jej ilość zostanie przekształcona w allolaktozę przez kilka cząsteczek β-galaktozydazy obecnych w komórce. Allolaktoza wiąże się z represorem i zmniejsza powinowactwo represora do miejsca operatora.
Jednakże, gdy laktoza i glukoza są dostępne w systemie, operon lac jest tłumiony. Dzieje się tak, ponieważ glukoza aktywnie zapobiega indukcji lacZYA .
operon ara
W operonie ara (znanym również jako operon ara lub araBAD ) arabinoza działa zarówno jako induktor, jak i represor. Kiedy arabinoza jest obecna, wiąże się allosterycznie z białkiem regulatorowym AraC, które następnie pomaga rekrutować polimerazę RNA do transkrypcji.
Moc
Induktor indeksu lub po prostu induktor w przewidywalny sposób indukuje metabolizm przez dany szlak i jest powszechnie stosowany w prospektywnych klinicznych badaniach interakcji lek-lek .
Silne, umiarkowane i słabe induktory to leki, które zmniejszają AUC wrażliwych substratów indeksowych danego szlaku metabolicznego odpowiednio o ≥80%, ≥50% do <80% i ≥20% do <50%.