Question

Помогите решить задачи...) 1.Камптотецин и левомицетин (хлорамфеникол) - ингибиторы матричных биосинтезов, нашедшие применение в медицинской практике. Камптотецин образует комплекс с ДНК-топоизомеразой 1 и нарушает ее активность, а левомицетин присоединяется к 50S-субъединице рибосомы и ингибирует активность пептидилтрансферазы. Предположите, в какой из областей медицины используется каждый из описанных препаратов. 2.Установлено, что в клетках Escherichia coli (кишечная палочка) синтез фермента B-галактозидазы зависит от соотношения в питательной вреде глюкозы и лактозы. Если клетки E.coli растут на питательной среде, содержащей преимущественно глюкозу, то содержание B-галактозидазы составляет менее 10 молекул на одну клетку.Если же глюкозу заменить на лактозу, то концентрация В-галактозидазы повышается в сотни раз за несколько минут. Объясните,по какому механизму меняется экспрессия структурных генов, кодирующих синтез фермента В-галактозидазы. Нарисуйте схему lac-оперона и отметьте регуляторные и структурные участки. Объясните функции этих участков.

Answer 1

2) В-галактозидаза - индуцибельный фермент (для ее синтеза необходим определенный индуктор). Согласно гипотезе Жакоба-Моно, экспрессия генов кодирующих последовательность аминокислот В-галактозидазы регулируется геном-регулятором. Он отвечает за синтез репрессора - аллостерического белка, который может связаться с геном оператором. Если он связан  с ним, то ген-оператор неактивен, следовательно экспрессия структурных генов В-галактозидазы не происходит. Но в случае, когда аллостерический белок ингибируется связывание не происходит. Таким образом, начинается синтез фермента В-галактозидазы. Ингибитором для репрессора и соответсвенно индуктором для В-галактозидазы является сама лактоза. Из вышесказанного видно, что лактоза индуцирует собственное расщепление.
Пояснение по терминологии:
1. Оперон - это совокупность гена-оператора и структурных генов.

Answer 2

1. Камптотецин и левомицетин (хлорамфеникол) - ингибиторы матричных биосинтезов, используются в разных областях медицины:

   • Камптотецин: Камптотецин применяется в онкологии, а именно для лечения опухолей, таких как рак толстой кишки и рак яичников. Он ингибирует ДНК-топоизомеразу 1, что приводит к разрывам в двухцепочечной ДНК и ингибиции репликации клеток раковых опухолей.

   • Левомицетин (хлорамфеникол): Левомицетин используется в инфекционной медицине для лечения различных бактериальных инфекций, таких как тиф, бруцеллез, и других. Он ингибирует активность пептидилтрансферазы на 50S-субъединице рибосомы, что блокирует синтез белков в бактериальных клетках.

2. Механизм изменения экспрессии структурных генов, кодирующих синтез фермента B-галактозидазы в клетках E. coli, связан с регуляцией лактозного оперона (lac-опероном). Lac-оперон включает в себя регуляторные и структурные участки, а также оператор.

   • Регуляторные участки: Регуляторный ген лактозного оперона кодирует белок лактозный репрессор (LacI), который в активной форме способен связываться с оператором и блокировать транскрипцию структурных генов. Репрессор связывается с оператором в условиях отсутствия лактозы.

   • Структурные участки: Структурные гены lac-оперона кодируют ферменты, включая B-галактозидазу, необходимую для метаболизма лактозы.

   • Оператор: Оператор - это участок ДНК, на который может связываться лактозный репрессор. Когда лактоза присутствует в среде, она индуцирует изменение конформации лактозного репрессора, что делает его неспособным связываться с оператором. Это позволяет РНК-полимеразе транскрибировать структурные гены и, таким образом, активировать синтез B-галактозидазы и других ферментов для метаболизма лактозы.

Итак, изменение экспрессии структурных генов в lac-опероне осуществляется через взаимодействие лактозы с лактозным репрессором, который регулирует доступ РНК-полимеразы к структурным генам, включая ген B-галактозидазы.