10.5 : منشطات النسخ والمثبطات فى بدائية النواة

يختلف تنظيم الجينات في بدائيات النواة في جينومها بشكل ملحوظ عن نظيرتها في حقيقيات النوى. يتم تنظيم جينات بدائيات النواة، بحيث تقع جينات البروتينات المشاركة في نفس العملية أو الوظيفة الكيميائية الحيوية معاً في مجموعات. هذه المجموعة من الجينات، جنباً إلى جنب مع عناصرها التنظيمية، تُعرف مجتمعة باسم الأوبرون. يتم نسخ الجينات الوظيفية في الأوبرون معاً لإعطاء خيط واحد من mRNA يُعرف باسم mRNA متعدد الأكياس.

يتم تنظيم نسخ الجينات بدائية النواة في أوبرون من خلال نوعين من بروتينات ربط الحمض النووي DNA المعروفة باسم المنشطات والمثبطات. ترتبط المنشطات بالمحفز، وموقع بدء النسخ، وتساعد في ربط بوليميراز RNA، وهو الإنزيم الرئيسي المشارك في النسخ.  ؛ ترتبط المثبطات بالمشغلين، وهي تسلسلات تنظيمية قصيرة في الأوبيرون بين المحفز والجينات، وتمنع ارتباط بوليميراز RNA بالمحفز.

من المتطلبات الهيكلية المسبقة للمنشطات والمحفّزات أن يكونوا قادرين على الوجود في تشكيلات تبديلية، إحداها حيث يمكنهم الارتباط بالحمض النووي DNA والآخر حيث لا يمكنهم ذلك. ميزة أخرى خاصة بالمنشطات هي أن لديها سطحين مرتبطين لربط كل من بوليميراز RNA و DNA في نفس الوقت. هذا التجنيد للجزيئين يجعل البوليميراز أقرب إلى المحفز ويساعد في ربطه. لا تلعب المنشطات دوراً محفزاً في النسخ ووظيفتها تقتصر على تسهيل ارتباط الإنزيم والحمض النووي. في حالة عدم وجود المنشط، لا يزال بإمكان بوليميراز RNA الارتباط بالحمض النووي DNA وإظهار مستويات منخفضة من التعبير الجيني. إذا كان المثبّط موجوداً في هذا النظام ، فسيتم منع التعبير الأساسي لهذا الجين.

يعتمد تنظيم التعبير الجيني في بدائيات النوى إلى حد كبير على توفر العناصر الغذائية ومتطلبات الكائنات الحية. تتحكم هذه العناصر الغذائية في ارتباط المنشطات والمثبطات بالأوبرون وتضمن أنه يتم التعبير عن المجموعة المطلوبة فقط من الجينات. على سبيل المثال، يؤدي وجود التربتوفان في الخلية إلى ارتباطه بمثبّط والذي يمنع عملية النسخ الجيني لأوبيرون trp والإنتاج اللاحق للتربتوفان.