النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
How AraC Protein Loops and Unloops
المؤلف:
Robert Schleif
المصدر:
Genetics and Molecular Biology
الجزء والصفحة:
2nd Edition , p373-375
2025-06-30
37
Two lines of in vivo evidence suggest that the loop between araI and araO2 is broken upon the addition of arabinose. First, the operon is fully inducible if araO2 is deleted. This implies that the loop is not involved with induction. Second, the occupancy of araO2 falls immediately after arabinose addition. One good way to study such regulated looping is to perform in vitro experiments. AraC loops sufficiently weakly, however, that looping of linear DNA just does not occur. Instead, looping had to be studied using small supercoiled circles of about 400 base pairs. These are sufficiently small, and the supercoiled DNA is sufficiently wound upon itself, that AraC protein can easily bridge the gap between araO2 and araI. These supercoiled, looped circles migrate upon electrophoresis at a rate different from free circles or circles with AraC bound at a single point. Therefore binding, looping, and unlooping can all be assayed.
Study of the looped supercoils revealed an unexpected property. As AraC is a dimer in solution, and a dimer binds to linear DNA containing the araI site, it had seemed likely that the looped species would be formed from a dimer of AraC bound to araI and a dimer bound to araO2. This proved not to be the case. The looped species contains only one dimer! In the absence of arabinose one of the monomers of an AraC dimer binds to the left half of araI, and the other monomer binds to araO2 (Fig.1). The left and right halves of araI are called araI1 and araI2. Upon the addition of arabinose the protein reorients, and the subunit contacting araO2 lets go, and contacts araI2. The subunit rearrangement occurs in the absence of free protein and is largely independent of the precise sequences at the sites involved. In the absence of arabinose the protein prefers to loop, that is, contact to nonlocal sites. In the presence of arabinose, the protein prefers to contact local sites. The contacting of the araI2 site by AraC protein provides the inducing signal to RNA polymerase. Only if this site is properly positioned so as to overlap partially the -35 sequence of PBAD does AraC activate transcription.
Fig1. Reorientation of the two subunits of AraC protein shifts the most favored conformation from a looped state to the unlooped state.
One simple mechanism that could generate the observed behavior of AraC protein is a subunit reorientation. Suppose that in the absence of arabinose the subunits are oriented such that binding to two half-sites in a looping structure is energetically easier than binding to two adjacent half-sites. Then the protein would prefer to loop in the absence of arabinose. If the presence of arabinose causes the subunits to reorient so that binding to the two half-sites of araI is favored, then the protein would unloop, bind to both halves of araI, and induce PBAD .
The data supports a slight modification of the reorientation model outlined above. AraC protein monomers consist of a dimerization domain flexibly connected to a DNA-binding domain. The half-sites to which AraC binds normally are oriented in a direct repeat orientation. AraC still binds with high affinity when one half-site is inverted so that the total site possesses inverted repeat symmetry. This shows that the dimerization and DNA-binding domains are flexibly connected. Fur ther, the half-sites of araI can be separated by an additional 10 or 21 base pairs, or even inverted, without greatly affecting the affinity of AraC. When, however, arabinose is added, the affinity of AraC for the wild-type araI site, the “+10” site, and the inverted site is increased, but that for the “+21” site is decreased. Because arabinose did not increase the affinity of AraC for all the sites, arabinose cannot be increasing the intrinsic affinity of a DNA-binding domain for a half-site. Instead, arabinose alters the relative positions of the DNA-binding domains or changes the flexibility or length of the connection between the dimerization and DNA-binding domains (Fig. 2).
Fig2. Binding of AraC protein to sequences with different distances separating the half-sites or with one half-site inverted. In the presence of arabinose, the reach of AraC is reduced.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
