METABOLİZMANIN REGULASYONU (Düzenlenmesi) - IRCForumları - IRC ve mIRC Kullanıcılarının Buluşma Noktası

Ecrin · 06 Kasım 2011, 16:47

Mikroorganizmaların yaşamaları ve üremeleri için beslenmeleri gereklidir. Mikroplar, çevrelerindeki gıdaları, kendileri tarafından sentezlenen ve çeşitli etkilere sahip olan enzimleri yardımı ile yaralanabilecek duruma getirirler. Bu nedenle, enzimlerin aktivitesi mikroorganizmaların hayatları için zorunludur. Ancak, bunların da zamanında ve yeterince sentezlenmeleri ve koordine bir şekilde görev yapmaları önemlidir. Bu işlem bir regülasyon veya kontrollerle gerçekleştirilir. Enzim sistemlerinin sentezlenmeleri yönünden kontrolleri canlıların en önemli bir özelliğini oluşturmakta ve değişen çevre koşullarına çok yakından bağımlı bulunmaktadır.
Enzimlerin sentezlenme hızı ve miktarı ortamdaki gıda maddelerinin miktarı ve çeşidi ile ilişkilidir. Çok gereksinme duyulan enzimler yeterince ve devamlı olarak sentezlenirler ve bu devamlılık özel mekanizmalar tarafından kontrol edilirler. Bir bakteri hücresindeki bütün proteinleri sentezlemek için sayıları 600/800 'e kadar değişebilen enzime ihtiyaç vardır. En fazla gereksinim duyulan enzimler arasında proteinleri, karbonhidratları ve nükleotidlerin ayrıştırılmasında görev alanlarla, hücre duvarı, sitoplazmik membran ve ribozomların sentezlerinde vazife gören enzimlerdir. E. coli hücresinde, 20 tane amino asit sentezinde lüzumlu olan bütün enzimler bulunur. Eğer ortama amino asitler katılırsa, bakteri hücresi, bu amino asitleri sentez için, kendisi özel enzim yapma işine girişmez. Bu durum, amino asitlerin sentezlenme işinde görev alacak enzimlerin imalinde bir gerileme veya duraklama meydana getirir.
Fazla ihtiyaç duyularak her zaman sentezlenen enzimler, bakteri yapısının bir parçasını oluştururlar (yapısal enzimler). Bazıları da ortamda kendi sentezlerini uyaran özel substratlar (indüktörler) bulundukları zaman sentezlenirler (indüklenebilen enzimler). Bu maddeler ayrıştıktan veya bittikten sonra enzim sentezi de sona erer. Örn. E. coli 'deki laktozu ayrıştıran betagalaktosidase enzimi (M.A. 5x105) bu türdendir.
E. coli biyokimyasal olayları incelemede kullanılan çok uygun bir mikroorganizma olup, dubleks karakterindeki kromozomunda 3000'den fazla proteini şifreleyebilecek kodlara sahiptir. Proteinlerin sentezi DNA üzerinde yerleşmiş olan gen veya genler tarafından yönetilir. Normal koşullar altında, yaşam için gerekli olan enzimlerin sentezlerini yöneten genler görev yaparlar. Diğerleri ise, genellikle inaktif durumda bulunurlar. Bunlar hayat için her zaman lüzumlu olmayabilirler.
Gerçekten de, kromozom üzerindeki bütün genler aktif olsaydı veya aynı anda görev yapmış olsalardı, hücre lüzumsuz ve çok sayıda enzim ve proteinlerle dolmuş olurdu. Besi yerlerindeki gıdaların ve çevresel koşulların değişmesi ile bazı genler aktive edilir, diğer bir kısmı da baskı altında tutulur. Hücre bu şekilde, kendini, değişen çevre koşullarına uydurur ve yaş***** sürdürür. Örn; E. coli gliserinli besi yerinde üretilirse, hücrede, bu substratın ayrışmasını katalize eden enzimlerde bir artma meydana gelir. Buna karşılık, diğer bir kısım enzimler ise minimal düzeyde tutulurlar.
Aynı şekilde, E. coli karbon ve enerji kaynağı olarak laktozlu bir ortamda üretilirse, bu substratın ayrışmasında görev alan beta-galaktosidase enzimin (indüklenebilen enzim) sentezinde 1000 misli artma olur. Ortama katılan gliserin ve laktoz bir indüktör olup kendilerinin ayrışmasında görev alan enzimlerin sentezlerini uyarırlar. Ancak, bütün indüktörler her zaman substrat olmayabilirler: Örn, isopropylthiogalactosid (IPTG) iyi bir indüktör olmasına karşın substrat değildir. Aksine, phenyl-B-D galaktosid de bir substrat olup indüktör değildir.
Bakterilerde enzim regulasyonu, DNA'dan mRNA'nın sentezi (transkripsiyon) ile başlamaktadır. Bakterilerde mRNA kısa ömürlü olup transkripsiyon bitince enzim sentezi de durmaktadır. Buna karşın sentezlenen enzim molekülleri uzun ömürlüdürler. Ancak bu proteinler de, hücrenin büyüme, gelişme, bölünme ve diğer biyokimyasal aktivitesi sonu giderek azalır ve tükenirler.
Enzim indüksiyonu
Mikroorganizmaların büyük bir kısmı enerji ve karbon kaynağı olarak birçok organik maddelerden yararlanırlar. Bunlardan faydalanılabilmesi ve enzim sentezi otomasyonunu çalıştırabilmesi için ortamdan bir sinyal bekler ve bunu da indüktörler sağlarlar. Örn, E. coli besi yerleri içinde bulunsun veya bulunmasın, her zaman glukozu ayrıştıracak enzimleri sentezlemesine karşın, laktoz için böyle hazırlıklı değildir. Laktozu hemen metabolize edemez veya ayrıştıramaz. Aradan belli bir sürenin geçmesi gerekmektedir. Laktozlu bir ortamda üreyen bir bakteri (E. coli), buradan alınıp tekrar laktozlu bir ortama konursa, latent dönem oluşmaz ve bakteri laktozu hemen ayrıştırmaya başlar (aradan zaman geçmemiş ise).
Glukoz ve laktozlu ortamlarda ayrı ayrı üretilmiş E. coli hücresindeki enzim miktarları yönünden yapılan incelemelerde, laktozlu besi yerinde üretilmişlerde daha fazla enzimin sentezlendiği saptanmıştır. Bu enzimler arasında, beta-galaktosidase (laktozun, glukoz ve galaktoza ayrışmasını katalize eden enzim) ve galaktosid permease (laktozun hücre duvarından içeri girmesine yardımcı olan taşıyıcı enzim) önemli miktarlara ulaşmaktadır. Bundan sonra, E.coli 'nin laktoz metabolizması ile ilgili diğer bir enzim gelmektedir (transasetilase). Beta-galaktosidase ile birlikte bu enzimlerin düzeyinde de bir artma olur. Beta-galaktosidase sentezi durursa diğerlerinin üretimleri de sona erer. Bu nedenle, bu üç enzim birbirleri ile çok yakın ilişkili olup, bunların sentezlerini idare eden genler DNA üzerinde birbirine bitişik olarak sıralanmışlardır. Bu üçlü gruba (üniteye) laktoz operon (lac-operon) adı verilir.
Bu enzimlerin sentezini, yapıca laktoza benzeyen suni indüktörler (thiomethylgalactosid ve isopropylthiogalactosid) kullanılarak da uyarmak mümkündür.
Katabolik Represyon
Katabolik aktivitede görev alan birçok enzimler bazı represyonlara maruz kalabilirler. Bir bakteri, çabuk metabolize olabilen bir karbon ve enerji kaynağı içinde üretilirse hücrede artan bir ATP birikmesi meydana gelir ve enzimlerin represyonuna yol açar. Enzimlerin baskılanması, enerji kaynaklarının daha yavaş metabolize olmasına neden olur.
E. coli, laktoz ve glukozlu ortamda üretilirse ilk önce glukoz metabolize olur ve bu nedenle de beta-galaktosidase sentezi azalır. Glukoz varken, laktoz, indüktör olarak pek iş göremez. Bakteri enzimleri tarafından kolayca metabolize olan diğer substanslar da aynı tarzda etkiler ve indüklenen enzimler üzerine baskılayıcı etki yaparlar. Bu baskılamayı kaldırmak için ortama 3,5-cyclic AMP'nin ilâvesi gereklidir. Bu madde birçok bakteri hücresinde bulunur ve katabolik enzimlerin sentezi için aktivatör olarak görev yapar. Glukozun çok çabuk ayrışması hücrede ATP'nin fazla birikmesine ve cAMP'nin azalmasına yol açar. Bu da katabolik represör olarak çalışır. Örn. P. putida, glukozlu ortamda suksinat içinde olduğundan, daha yavaş ürer. Suksinat glukozdan daha etkili represördür.
Son Ürün İnhibisyonu (Feedback inhibisyon)
Reaksiyonları katalize eden ilk enzimlerin, metabolik yollarda oluşan son ürünler tarafından baskılanması ve sentez olayının durması, enzim regulasyon mekanizmasının diğer önemli bir türüdür. Buna enzim sentezinin represyonu da denebilir. Örn. E. coli 'de, triptofan sentetase enzimi, triptofan ve bazı analogları tarafından inhibe edilerek aktivitesine son verilir. Histidin ve leusin sentezleri de aynı mekanizma ile regule edilirler. Ortamdaki son ürünler, herhangi bir şekilde, diğer biyosentetik reaksiyonlarda kullanılmazsa, hücre içi miktarı azalır ve sentez olayları durur. Eğer sarf edilirse, sentez yine başlar. Bu baskılama genetik bir karakter taşımaz. Mutasyonlarla değiştirilebilir ve baskılama işlemi kaldırılabilir.
Son ürün inhibisyonu, birçok şekilde meydana gelebilir. Lisin ve metionin sentezi ile aspartik asitten treoninin sentezi buna örnek olarak verilebilir. Bu biyokimyasal yolda, ilk enzimatik reaksiyon, aspartokinase tarafından katalize edilir. Bu enzim, bildirilen 3 son üründen (lisin, metionin ve treonin) biri tarafından inhibe edilerek sentez durdurulur. Bazı mikroorganizmalarda, bu işi 2 son ürün birlikte yapabilir (multivalent inhibisyon). İndüktöre maruz kalan hücrelerde sentez edilen enzimin maksimal bir düzeye ulaşabilmesi ve aynı şekilde represyonun da tam etkileyebilmesi için birkaç neslin geçmesi gereklidir.

Benzer Konular
Konu	Konuyu Başlatan	Forum	Cevaplar	Son Mesaj
Kalbin Sinirleri ve Çalışmasının Düzenlenmesi	RaMSeS	Biyoloji	0	15 Aralık 2014 23:57
Bilançonun Düzenlenmesi	Burce	Ödev ve Tezler	0	05 Haziran 2014 14:38
Kdv beyannamesinin düzenlenmesi	KarakıZ	Ödev ve Tezler	0	24 Ocak 2012 12:53
Vücut Isısının düzenlenmesi	Ecrin	İlk Yardım	2	24 Eylül 2011 18:25
Dizi Değişkenlerin Düzenlenmesi	Collettivo	PhpBB	0	26 Eylül 2008 03:40

Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir)

Etiketlenen Kullanıcılar
Etiketlemek istediğiniz kullanıcılar arasına virgül koyunuz. Örnek: nokta,sukunet,NucLear

5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu gereğince sitemizde telif hakkı bulunan mp3,video v.b. eserlerin paylaşımı yasaktır. Yasal işlem olması halinde paylaşan kişi yada kişilerin bilgileri gerekli kuruma verilecektir.