François Jacob

Pētniecība

1961. gadā Džeikobs un Monods pētīja ideju, ka fermentu ekspresijas līmeņa kontrole šūnās ir DNS sekvenču transkripcijas atgriezeniskās saites rezultāts.

Daudzus gadus bija zināms, ka baktēriju un citas šūnas var reaģēt uz ārējiem apstākļiem, regulējot galveno metabolisma enzīmu līmeni un/vai šo enzīmu aktivitāti.

Piemēram, ja baktērija nonāk buljonā, kas satur laktozi, nevis vienkāršāku cukuru glikozi, tai jāpielāgojas:

1. importēt laktozi,
2. sašķeļ laktozi līdz tās sastāvdaļām glikozei un galaktozei un
3. pārvērš galaktozi par glikozi.

Bija zināms, ka šūnas, pakļaujot tās laktozes iedarbībai, palielina šo darbību veicinošo enzīmu daudzumu.

Strādājot ar DNS, kļuva skaidrs, ka visas olbaltumvielas tiek veidotas no to ģenētiskā koda. Džeikobs un Monods pierādīja, ka baktērijā E. coli) ir īpašas olbaltumvielas, kas nomāc DNS transkripciju līdz tās produktam (RNS. Tas samazina šo konkrēto enzīmu ražošanu.

Lac represors

Lac represors ir DNS saistošs proteīns, kas kavē laktāzes fermentu kodējošo gēnu ekspresiju. Represors ir aktīvs, ja nav laktozes.

Šis represors (lac represors) ir izveidots visās šūnās. Tas tieši saistās ar kontrolējamo gēnu DNS un fiziski novērš transkripciju. Kad kļūst pieejama laktoze, tā pārvēršas par allolaktozi, kas nomāc lac represora spēju saistīties ar DNS.

Šādā veidā tiek veidota stabila atgriezeniskās saites cilpa, kas ļauj laktozi šķeļošo fermentu kopumu ražot tikai tad, kad tie ir nepieciešami.

Gēnu darbības regulācija ir kļuvusi par ļoti plašu molekulārās bioloģijas apakšnozari. Pastāv daudzi mehānismi un daudzi sarežģītības līmeņi. Pašreizējie pētnieki konstatē regulējošus notikumus visos procesu līmeņos, kuros izpaužas ģenētiskā informācija. Salīdzinoši vienkāršajā maizes rauga (Saccharomyces cerevisiae) genomā 405 no 6419 olbaltumvielas kodējošiem gēniem ir tieši iesaistīti transkripcijas kontrolē, savukārt 1938 gēni ir enzīmi.