Вероятный механизм активации генетического аппарата клетки при адаптации организма к основным факторам среды
Очевидно, что сигналы, возникающие при действии на организм факторов внешней среды экстраклеточно или в цитоплазме клетки, могут вызвать активацию генетического аппарата клеток, только действуя через эволюционно детерминированный механизм, регулирующий активность этого аппарата. В свое время изучение регуляции синтеза белков-ферментов у Е. coli привело Jacob и Monod к открытию общих принципов регуляции активности генома микробной клетки. Эти фундаментальные принципы, в значительной степени применимые к клетке животного организма, резюмированы на схеме.
В соответствии с этой схемой элементарной единицей транскрипции является оперон, или участок генома, который описывается в виде одной непрерывной цепи РНК. Оперон содержит в своей начальной части промотор, т. е. участок ДНК, узнаваемый ферментом РНК — полимеразой, которая прикрепляется к промотору и начинает с него синтез РНК. Основная часть оперона (90-98%) приходится на структурные цистроны, т. е. участки оперона, на которых идет синтез m-РНК, несущей информацию для синтеза тех или иных белков. Часто между промотором и структурными цистронами располагается оператор — участок ДНК, с которым взаимодействуют регуляторные — белки — репрессоры.
Репрессоры представляют собой аллостерические белки, один центр которых узнает последовательность оснований ДНК оператора, а другой взаимодействует с эффекторами. Эффекторами служат, как правило, субстраты или продукты тех реакций, ферменты для которых кодируются данным опероном.