תורשה

1. תורשה בקרה על ביטוי הגנים בפרוקריוטים נושאי השיעור • בקרה על ביטוי גנים – עקרונות כלליים • בקרה בפרוקריוטים – אופרון הלקטוז

2. לפני שנדון בתהליך הבקרה, ניזכר בתהליך יצירת החלבונים בתא: פעילות החלבונים תרגום תזכורת: מסלול יצירת החלבונים ופעילתם בתא עיבוד ה־RNA לאחר התעתוק תעתוק הורדת והוספת קטעים ממולקולת ה־RNA שנוצרה בתהליך תעתוק לפני יציאתה אל הציטופלסמה. (מתקיים רק באאוקריוטים). יצירת חלבון בריבוזומים, על פי רצף הבסיסים הקיים ב־RNA-שליח. החלבונים שנוצרו מתקפלים למבנה המרחבי האופייני להם ועוברים למקומות שונים בתא, שם הם מתפקדים בתור אנזימים, תעלות, נשאים ועוד. יצירת מולקולת RNA על פי רצף הבסיסים באחד מגדילי ה־DNA. * בתאים הפרוקריוטים (כגון חיידקים) שהם חסרי גרעין, גם התעתוק וגם התרגום מתרחשים בציטופלסמה.

3. בהמשך המצגת, כאשר מצוין שגן מתבטא, הכוונה היא שהוא עובר תהליכי תעתוק ותרגום שבסופם נוצר חלבון. גן מתבטא = הוא עובר תעתוק ותרגום 3

4. בשיעורים הקודמים למדנו שב־DNA ישנם גנים שבהם מצוי המידע ליצירת חלבונים, • ושבגרעין נמצא מידע ליצירת אלפי חלבונים שונים. • השאלה הנשאלת: • האם כל הגנים מתבטאים בתאים ברציפות כל הזמן, כלומר האם התאים מייצרים • את כל החלבונים כל הזמן, בלא הבחנה? • לדוגמה: • האם תאי הדם הלבנים מייצרים נוגדנים כל הזמן או רק בעקבות חדירת גורם זר לגוף? • האם ייצור חלבוני החלב בתאי בלוטות החלב של נשים נעשה כל הזמן, • או רק כשיש להן תינוק? • עוד למדנו, שהמידע התורשתי בכל התאים זהה, כלומר בכל התאים יש אותם הגנים. • השאלה הנשאלת: • האם בכל התאים מתבטאים אותם הגנים, כלומר נוצרים אותם החלבונים? • לדוגמה: • האם בכל תאי הגוף נוצר אינסולין? • האם בכל תאי הגוף נוצר המוגלובין? האם בתאים מתקיימים תהליכי בקרה? חוו את דעתכם על השאלות 4

5. האם כל הגנים מתבטאים בתאים ברציפות כל הזמן, כלומר האם התאים מייצרים את כל החלבונים כל הזמן, בלא הבחנה? אם נבדוק את החלבונים במהלך החיים של תא אחד, ניווכח כי מכלול החלבונים שלו שונה מאוד בתנאים שונים: יש חלבונים שנמצאים בו כל הזמן, יש חלבונים הנוצרים בשלבים שונים לאורך חיי התא, ויש גם חלבונים הנוצרים או אינם נוצרים על פי השינויים בסביבה של התא. כלומר, לא כל הגנים מתבטאים ברציפות כל הזמן. האם בכל התאים מתבטאים אותם הגנים, כלומר נוצרים אותם החלבונים? תאים שונים בגוף מייצרים חלבונים שונים, לדוגמה, אינסולין נוצר רק בתאים בבלוטת הלבלב; המוגלובין מיוצר רק בתאי דם אדומים. בתאים מתקיימים תהליכי בקרה הקובעים: אילו גנים יתבטאו, כלומר אילו חלבונים ייווצרו? מתי יתבטאו הגנים, כלומר מתי ייווצרו החלבונים? ובאיזו עצמה יתבטאו הגנים, כלומר באיזו כמות ייווצרו החלבונים? בקרה על ביטוי גנים מכך אפשר להסיק ש: מדוע הבקרה חשובה? אורגניזם שמייצר חומרים שלא לצורך ומשקיע בייצורם חומרים ואנרגיה, לא יהיה יעיל, ולכן הוא לא ישרוד. במהלך האבולוציה שרדו רק אורגניזמים בעלי מנגנוני בקרה יעילים. תהליכי בקרה מתקיימים בכל האורגניזמים. במצגת זו נעסוק בבקרה באורגניזמים פרוקריוטים. 5

6. גם ביצורים פרוקריוטים מתקיימים תהליכי בקרה: לא כל הגנים מתבטאים תמיד, • וגם עצמת ההתבטאות משתנה על פי הנסיבות. • לדוגמה, נעסוק בבקרה הקשורה ליצירת האנזים בתה־גלקטוזידאז ( β-גלקטוזידאז) • בחיידק E. coli. ראשית, מעט מידע על החיידקים: • החיידק אשריכיה קולי, הנקרא בקיצור E.coli, • הוא חיידק הטרוטרופי. הוא יכול לחיות • רק על מצע מזון הכולל (בין היתר) • חומרים אורגניים. חומרים אורגניים (ואחרים) בקרה בתאים פרוקריוטים • אם מצע המזון מכיל גלוקוז, החיידק קולט אותו ומנצלו בתור מקור אנרגיה (בתהליך • הנשימה התאית), ובתור שלד לבניית חומרים • הנחוצים לבניית תא החיידק ולהתרבותו. גלוקוז לקטוז (דו־סוכר) • אם מצע המזון אינו כולל גלוקוז אלא לקטוז • (דו־סוכר) – החיידק מנצל אותו לאותן מטרות. גלוקוז גלקטוז 6

7. הלקטוז כמעט אינו חודר דרך קרום התא, כי הוא מורכב ממולקולה גדולה. ניצול הלקטוז מתאפשר הודות לכך שהחיידק מפריש החוצה אנזים הנקרא: β-גלקטוזידאז (בתה־גלקטוזידאז). האנזים מזרז את פירוק הלקטוז לחד־סוכרים גלוקוז וגלקטוז. החד־סוכרים חודרים לתא ומנוצלים בו. בחיידק מתקיים תהליך בקרה על ייצור האנזים המפרק לקטוז (β-גלקטוזידאז) תוצרי הפירוק: חד־סוכרים האנזים β-גלקטוזידאז תצמיד אנזים־מצע גלוקוז גלקטוז נחוצה בקרה על ייצור האנזים β-גלקטוזידאז על פי נוכחות הלקטוז במצע הגידול: במצע המכיל גלוקוז – אין צורך ביצירת האנזים. במצע שאינו מכיל גלוקוז אלא לקטוז – יש צורך ביצירת האנזים. בחיידק מתקיימים תהליכי בקרה הגורמים ליצירת האנזים רק כאשר יש בו צורך. 7

8. החוקרים ג'קוב ומונו חקרו את מנגנון הבקרה על ייצור האנזים β-גלקטוזידאז בחיידק E. Coli. על סמך מחקריהם הם הציעו את מודל האופרון: בחיידקים גנים המקודדים לאנזימים הקשורים לאותו מסלול תהליכים, נמצאים בסמיכות זה לזה על הכרומוזום. לפניהם יש שני אתרי בקרה הנקראים: אתר מקדם ואתר מפעיל. קטע ה־DNA הכולל את הגנים ואתרי הבקרה נקרא אופרון. האתר המקדם הוא קטע ה־DNA שאליו נקשר האנזים המתעתק (RNA פולימראז), המתעתק את הגנים. (נעסוק באתר המפעיל בשקף הבא). הגנים מתועתקים בתור יחידה אחת. כלומר, נוצר RNA שליח אחד, שעובר תרגום למספר חלבונים שונים. באופרון הלקטוז גן מספר 1 מקדד לאנזים β-גלקטוזידאז, וגנים מס' 2 ו־3 מקדדים לאנזימים הקשורים לניצול הלקטוז. גנים 1,2,3 הם גנים מבניים, כלומר, גנים שעוברים תעתוק שבסופו נוצרים חלבונים. תהליך יצירת החלבונים: אופרון הלקטוז אתר מקדם אתר מפעיל גן 3 גן 1 גן 2 האנזים המתעתק תעתוק האנזים המתעתק האנזים המתעתק נקשר לאתר המקדם, ומתעתק את הגנים 3-1. נוצרת מולקולת RNA אחת שעוברת תרגום ונוצרים 3 חלבונים. אחד מהם הוא האנזים β-גלקטוזידאז. האנזים β-גלקטוזידאז 8 חלבונים 2 ו-3

9. מחוץ לאופרון הלקטוז נמצא גן מווסת שהתוצר שלו הוא חלבון הנקרא דכאן. ישנם שני מצבים: א. אין לקטוז במצע הגידול הדכאן נקשר לאתר המפעיל, וחוסם את האנזים המתעתק. התוצאה: האנזים β-גלקטוזידאזאינונוצר בקרת אופרון הלקטוז האנזים המתעתק דכאן דכאן גן מווסת אתר מפעיל אתר מקדם אתר מקדם אתר מפעיל גן 3 גן 1 גן 3 גן 1 גן 2 גן 2 ב. יש לקטוז במצע הגידול מעט לקטוז מצליח להיכנס לתא. הלקטוז מתקשר לדכאן. עקב הקישור משתנה המבנה המרחבי של הדכאן והוא אינו יכול עוד להתקשר לאתר המפעיל. האנזים המתעתק תעתוק לקטוז דכאן גן מווסת האנזים β-גלקטוזידאז התוצאה: האנזים β-גלקטוזידאז נוצר

10. פרט להיותו מקור חומרים ואנרגיה, הלקטוז משמש גם בתור גורם בקרה. הוא משרה את יצירת האנזימים על ידי התקשרות לדכאן. גורם המעורר תעתוק על ידי התקשרות לחלבון בקרה נקרא משרן (inducer). הלקטוז הוא משרן לקטוז חלבון בקרה של האופרון דכאן

11. יש שני סוגי בקרה, שלילית וחיובית. ההבדל ביניהן הוא בדרך ההשפעה של החלבון המווסת: גן מווסת מקדד ל: בקרה שלילית ובקרה חיובית חלבון מווסת שיכול ל: או משרן משרן לדכא תעתוק (דכאן) להגביר תעתוק הדכאן מונע את תעתוק הגנים, ולכן הבקרה נקראת בקרה שלילית (כמו באופרון הלקטוז). החלבון המווסת מגביר את תעתוק הגנים, ולכן בקרה זו נקראת בקרה חיובית.

12. תשובה שאלה 1:בגרות תשס"ב באיור שלפניכם, אופרון הלקטוז בכרומוזום של חיידק מתואר בדרך סכמתית. א. מהו התִפקוד של כל אחד מארבעת המרכיבים האלה של אופרון הלקטוז? - האתר המקדם - הגן המווסת - האתר המפעיל - החלבון המווסת ב. תארו את מנגנון הבקרה באופרון הלקטוז. ג. מהו ההבדל העקרוני בין הקטעים 1, 4, 5 ו־6 לבין הקטעים 2 ו־3 שבאיור?

13. תשובה תשובה 1: בגרות תשס"ב א. האתר המקדם: האתר שהאנזים המתעתק נקשר אליו, וממנו והלאה הוא מתעתק את הגנים המבניים. גן מווסת: גן המקודד לחלבון המווסת. החלבון המווסת הוא הדכאן, המתקשר לאתר המפעיל, כשאין לקטוז במצע. אתר מפעיל: האתר שהדכאן נקשר אליו. האתר נמצא בין האתר המקדם ובין הגנים המבניים. התקשרות הדכאן אליו, חוסמת את האנזים המתעתק (פולימראז), ומונעת את התעתוק. החלבון המווסת: החלבון הדכאן המתקשר לאתר המפעיל, כשאין לקטוז במצע. ב. מנגנון בקרה שלילית: כשאין לקטוז במצע: הדכאן נקשר לאתר הפעיל. ההתקשרות חוסמת את האנזים המתעתק (הפולימראז), ובכך מונעת את תעתוק הגנים המבניים (שאחד מהם מקודד לאנזים β-גלקטוזידאז). כשיש לקטוז במצע: הלקטוז מתקשר לדכאן וגורם לשינוי במבנהו המרחבי. השינוי גורם לכך שהדכאן לא יוכל להתקשר לאתר הפעיל, ולכן מתאפשר תעתוק הגנים המבניים, ונוצר האנזים β-גלקטוזידאז. ג. קטעים 1,4,5ו־6 הם גנים מבניים, המקודדים לחלבונים. קטעים 2 ו־3 הם אתרי בקרה, והם אינם מקודדים לחלבונים.

14. שאלה 2 שאלה 2:בגרות תשס"ט א. הסבירו את מנגנון הבקרה הגורם לכך שהאנזים לא ייווצר בהיעדר לקטוז, וייווצר בנוכחות לקטוז. בהסבר השתמשו במושגים: אתר מפעיל, משרן, דכאן. ב. איזו תועלת החיידק מפיק מכך שהוא: - מייצר את האנזים כשיש לקטוז במצע? - אינו מייצר את האנזים כשאין לקטוז במצע?

15. תשובה שאלה 2:בגרות תשס"ט א. הסבירו את מנגנון הבקרה הגורם לכך שהאנזים לא ייווצר בהיעדר לקטוז, וייווצר בנוכחות לקטוז. בהסבר השתמשו במושגים: אתר מפעיל, משרן, דכאן. ב. איזו תועלת החיידק מפיק מכך שהוא: - מייצר את האנזים כשיש לקטוז במצע? - אינו מייצר את האנזים כשאין לקטוז במצע? תשובה: א. כשאין לקטוז במצע: הדכאן נקשר לאתר הפעיל. ההתקשרות חוסמת את האנזים המתעתק (הפולימראז), ובכך מונעת את תעתוק הגנים המבניים (שאחד מהם מקודד לאנזים β-גלקטוזידאז). כשיש לקטוז במצע: הלקטוז מתקשר לדכאן וגורם לשינוי במבנהו המרחבי. השינוי גורם לכך שהדכאן לא יוכל להתקשר לאתר הפעיל, ולכן מתאפשר תעתוק הגנים המבניים, ונוצר האנזים β-גלקטוזידאז. ב. התועלת בכך שהחיידק מייצר את האנזים כשיש לקטוז במצע היא, שכך הוא יכול לנצל את הלקטוז. הלקטוז אינו יכול להיכנס לתא, אלא אם כן הוא פורק ליחידות המבנה שלו על ידי האנזים. התועלת בכך שהחיידק אינו מייצר את האנזים כשאין לקטוז היא, שהוא אינו מבזבז שלא לצורך חומצות אמיניות ואנרגיה (ATP), הנחוצים לתהליך יצירת האנזים.

16. שאלה 3 שאלה 3:בגרות תשנ"ח בציור שלפניכם שני עקומים: האחד מתאר את כמות ה־RNA שליח (mRNA) של β-גלקטוזידאז, והאחר מתאר את כמות האנזים β-גלקטוזידאז, במערכת שבה אנזים זה מיוצר. במערכת יש מצע גידול עם חיידקי E.Coli שהוסיפו לו לקטוז, ולאחר מכן הרחיקו ממנו את הלקטוז. א. איזה עקום, 1 או 2, מתאר את כמות ־שליח, ואיזה עקום מתאר את האנזים β-גלקטוזידאז? נמקו. ב. עקום 2 מתיישר במהלך הניסוי. לפניכם שני הסברים אפשריים להתיישרות העקום: I. התיישרות העקום מעידה על כך שהחומר המתואר בעקום נוצר ומתפרק באותו הקצב. II. התיישרות העקום נובעת מכך שיצירת החומר נפסקת והחומר עדיין אינו מתפרק. על סמך שני העקומים, איזה משני העקומים I או II הוא הנכון? נמקו. 2 כמות האנזים β־ גלקטוזידאז (יחידות שרירותיות) כמות mRNA של β־גלקטוזידאז (יחידות שרירותיות) 1 הכנסת לקטוז הוצאת הלקטוז

17. תשובה שאלה 3:בגרות תשנ"ח 2 זמן כמות האנזים β-גלקטוזידאז (יחידות שרירותיות) כמות mRNA של β-גלקטוזידאז (יחידות שרירותיות) 1 תשובה: א. עקום 1 מתאר את ה־mRNA, ועקום 2 את האנזים. נימוק: קודם נוצר RNA בתהליך תעתוק, ורק לאחר מכן הוא עובר תהליך תרגום ונוצר חלבון (האנזים). על פי העקום, חומר 1 נוצר לפני חומר 2. ב. ההסבר השני נכון. נימוק: לאחר הוצאת הלקטוז, נפסקה יצירת mRNA (הדכאן נקשר לאתר המפעיל). ה־mRNA שנוצר לפני כן הולך ומתפרק עם הזמן, ולכן כמותו הולכת ופוחתת. הגרף התיישר כאשר לא נשאר עוד mRNA בתא. לכן לא נוצר עוד אנזים, וכמות האנזים נשארת בלא שינוי. הכנסת לקטוז הוצאת הלקטוז

18. שאלה 4 שאלה 4:בגרות תשנ"ח יש חלבון (דכאן) שהתקשרותו לאזור מתאים באופרון, מונעת סינתזה של האנזים β-גלקטוזידאז. הלקטוז (המשרן) מתקשר אל הדכאן, ובכך הוא מונע את היקשרות הדכאן לאזור המתאים באופרון, לכן בנוכחות משרן יש סינתזה של האנזים. א. נמצאו חיידקים מוטנטים, שבהם לא נוצר האנזים β-גלקטוזידאז גם בנוכחות המשרן(לקטוז). היכן הייתה עלולה לקרות המוטציה במוטנטים אלו? נמקו. ב. נמצא מוטנט אחר שבו קיימת סינתזה תמידית של האנזים β-גלקטוזידאז, גם בהיעדר לקטוז. היכן הייתה עלולה לקרות המוטציה במוטנט זה? נמקו.

19. תשובה שאלה 4:בגרות תשנ"ח יש חלבון (דכאן) שהתקשרותו לאזור מתאים באופרון מונעת סינתזה של האנזים β-גלקטוזידאז. הלקטוז (המשרן) מתקשר את הדכאן, ובכך הוא מונע את היקשרות הדכאן לאזור המתאים באופרון, לכן בנוכחות משרן יש סינתזה של האנזים. א. נמצאו חיידקים מוטנטים, שבהם לא נוצר האנזים β-גלקטוזידאז גם בנוכחות המשרן (לקטוז). היכן הייתה עלולה לקרות המוטציה במוטנטים אלו? נמקו. ב. נמצא מוטנט אחר שבו קיימת סינתזה תמידית של האנזים β-גלקטוזידאז, גם בהיעדר לקטוז. היכן הייתה עלולה לקרות המוטציה במוטנט זה? נמקו. תשובה: א. ייתכן שהייתה מוטציה בגן המווסת ולכן חל שינוי בדכאן, ועקב כך הלקטוז אינו יכול להיקשר אליו, ולכן הוא נשאר צמוד לאתר המפעיל. עקב כך לא נוצר האנזים. ב. יכולות להיות מוטציות שונות הגורמות למצב של יצירה תמידית של האנזים: מוטציה באתר המפעיל שגורמת לכך שהדכאן אינו יכול להיקשר; או מוטציה בגן במווסת שגורמת לשינוי בדכאן, שבגללו הוא אינו יכול להיקשר לאתר המפעיל.

20. שאלה 5 שאלה 5:בגרות תשס"ז רצף DNA המקודד לחלבון מסוים כולל גן מבני ואת האתר המקדם שלו. א. האם מוטציה בגן המבני יכולה לגרום להיווצרות חלבון שונה מן החלבון התקין? נמקו. ב. האם מוטציה באתר המקדם יכולה לגרום להיווצרות חלבון שונה מן החלבון התקין? נמקו.

21. תשובה שאלה 5:בגרות תשס"ז רצף DNA המקודד לחלבון מסוים כולל גן מבני ואת האתר המקדם שלו. א. האם מוטציה בגן המבני יכולה לגרום להיווצרות חלבון שונה מן החלבון התקין? נמקו. ב. האם מוטציה באתר המקדם יכולה לגרום להיווצרות חלבון שונה מן החלבון התקין? נמקו. תשובה: א. כן, בגן יש את רצף הקודנים הקובע את סדר החומצות האמיניות בחלבון. שינוי שחל ברצף זה, עלול לגרום לשינויים בחומצות אמיניות שונות בחלבון. שינוי זה יכול להתבטא במבנה המרחבי של החלבון ובפעילותו בתא. ב. מוטציה באתר המקדם יכולה לגרום לכך שהגן לא יתועתק, או שהוא יתועתק בקצב שונה מן הרגיל, מכיוון שהשינוי יכול להשפיע על מידת הקישור של האנזים המתעתק. ואולם לא יכול להיגרם שינוי במבנה החלבון כי הוא לא נקבע על ידי האתר המקדם, אלא על ידי הגן המבני.

22. סיכום: בקרה על ביטוי גנים – עקרונות כלליים • כשמדובר על ביטוי גן, הכוונה היא שהגן עובר תהליכי תעתוק ותרגום, שבסופם נוצר חלבון. • ביצורים רב־תאיים: • בכל התאים מצוי חומר תורשתי זהה, ואולם לא כל הגנים מתבטאים בתאים במידה שווה. • בתאים שונים מתבטאים גנים שונים, וביטוים עשוי להשתנות לאורך הזמן ובמצבים • שונים. • בחיידקים ביטוי הגנים משתנה לאורך הזמן, ובמצבים שונים. • בתאי כל האורגניזמים, מתקיימים תהליכי בקרה הקובעים: • אילו גנים יפעלו, מתי ובאיזו כמות. • תהליך בקרה חיוני מאוד לתאים, משום שהוא חיוני לתפקוד תקין, ומונע בזבוז משאבים • (חומרים ואנרגיה) שלא לצורך. 22

23. סכום: בקרה באורגניזמים פרוקריוטים • בקרה בחיידקים – מודל האופרון: • גנים הקשורים לאותו מסלול תהליכים נמצאים בסמיכות בכרומוזום ומתועתקים • בתור יחידה אחת. בצמידות אליהם נמצא אזור בקרה הכולל אתר מקדם ואתר מפעיל. • מקטע ה־DNA הכולל את הגנים המבניים ואת אזור הבקרה נקרא אופרון. • גנים מבניים הם גנים שעוברים תהליכי תעתוק ותרגום, שבסופם נוצרים חלבונים. • אופרון הלקטוז כולל אתר מקדם, אתר מפעיל ושלושה גנים המקודדים לאנזימים • הקשורים לניצול לקטוז, וביניהם האנזים β-גלקטוזידאז. • בגנום החיידק, מחוץ לאופרון, נמצא גן מווסת, שהתוצר החלבוני שלו הוא הדכאן. • בתגובה לאות או לאותות מן הסביבה (לדוגמה, נוכחות לקטוז במצע הגידול), התעתוק של • הגנים המבניים מוגבר או מעוכב. גן מווסת אתר מקדם אתר מפעיל גן 3 גן 1 גן 2 * בכתום – מונחים מן הסילבוס

24. סכום: בקרה באורגניזמים פרוקריוטים • הבקרה על ביטוי הגנים הגנים המבניים באופרון הלקטוז • כשאין לקטוז במצע: הדכאן מתקשר לאתר המפעיל, חוסם את האנזים המתעתק, • ומונע את תעתוק הגנים. • כשיש לקטוז במצע: הלקטוז מתקשר לדכאן ומונע את קישורו לאתר המפעיל, וכך • מתאפשר תעתוק הגנים. • בקרה שבה החלבון המווסת מגביר את תעתוק הגנים נקראת בקרה חיובית. • בקרה שבה החלבון המווסת מונע תעתוק (כמו באופרון הלקטוז) נקראת בקרה שלילית. האנזים המתעתק דכאן דכאן גן מווסת אתר מפעיל אתר מקדם אתר מקדם אתר מפעיל גן 3 גן 1 גן 3 גן 1 גן 2 גן 2 לקטוז גן מווסת האנזים המתעתק תעתוק דכאן האנזים β-גלקטוזידאז

25. שאלה 6: באק הוא בקטריה אקטיבית, חובב כושר וספורט. בניגוד לחבריו הבטלנים, הוא אינו מאמין בחיסכון מתמיד באנרגיה. באק מחפש דרכים להגדיל את צריכת האנרגיה על מנת לשמור על מבנה גופו החטוב ולכן מעוניין להפעיל את אופרון הלקטוז בקביעות, גם כשאין לקטוז במצע הגידול. מכיוון שלרוע מזלו, הגנום שלו אינו מכיל שום מוטציה הגורמת להפעלה תמידית של אופרון הלקטוז, הוא פנה לידידו הפרופסור לכימיה כדי לקבל עצה. מסתבר שהפרופסור בחופשה ולכן פנה באק אליכם, תלמידי ביולוגיה צעירים ומבטיחים. כיצד תוכלו לעזור לבאק להפעיל את אופרון הלקטוז בקביעות? רמז: לפני שיצא לחופש השאיר הפרופסור בידיכם את המפתחות לארון החומרים שלו, שם תוכלו למצוא כל חומר כימי העולה על רוחכם, כולל חומרים הדומים לפחמימות, אך אינם ניתנים לפרוק על ידי חיידקים. שאלה 6: ביולוגיה בחיוך 25

26. שאלה 6: כיצד תוכלו לעזור לבאק להפעיל את אופרון הלקטוז בקביעות? רמז: לפני שיצא לחופש השאיר הפרופסור בידיכם את המפתחות לארון החומרים שלו, שם תוכלו למצוא כל חומר כימי העולה על רוחכם, כולל חומרים הדומים לפחמימות, אך אינם ניתנים לפרוק על ידי חיידקים. . תשובה תשובה: אם תוסיפו למצע הגידול של באק חומר כימי הדומה ללקטוז (אנלוג*) אך אינו ניתן לפירוק, הוא יקשר לדכאן וימנע את קישורו לאתר המפעיל. בדרך זו יופעל האופרון בקביעות. *בהנדסה גנטית משתמשים בחומר כזה הנקרא IPTG, אשר מפעיל בקביעות את אופרון הלקטוז. אם מעבירים לחיידקים מקטע DNA הכולל גן זר המוצמד לאזור הבקרה של אופרון הלקטוז (אתר מקדם ואתר מפעיל), אפשר לגרום להפעלת הגן על ידי הוספת IPTG. 26