सूक्ष्मजीव जगत में, पोषक तत्वों का अधिग्रहण और उपयोग एक उत्कृष्ट जीवित रहने की रणनीति का प्रतिनिधित्व करता है। एस्चेरिचिया कोलाई पर विचार करें - जब लैक्टोज को संभावित ऊर्जा स्रोत के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, तो ये बैक्टीरिया बस "चालू" और "बंद" अवस्थाओं के बीच स्विच नहीं करते हैं। इसके बजाय, वे एक परिष्कृत आनुवंशिक नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करते हैं जिसे लैक ऑपेरॉन कहा जाता है, जिसकी दोहरी नियामक तंत्र प्रकृति के सटीक इंजीनियरिंग का उदाहरण देते हैं।
यह जीवाणु जीन क्लस्टर ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन के लिए एक प्रतिमान के रूप में कार्य करता है, विशेष रूप से ई. कोलाई में अच्छी तरह से चित्रित किया गया है। ऑपेरॉन का पॉलीसिस्ट्रोनिक mRNA लैक्टोज चयापचय के लिए आवश्यक एंजाइमों को कूटबद्ध करता है:
यह टेट्रामेरिक प्रोटीन, स्वतंत्र रूप से व्यक्त lacI जीन से, एक आणविक स्विच के रूप में कार्य करता है:
कैटाबोलाइट एक्टिवेटर प्रोटीन (सीएपी) cAMP-निर्भर विनियमन के माध्यम से एक ट्रांसक्रिप्शनल एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है:
सिस्टम दोहरे पर्यावरणीय संवेदन के माध्यम से संयोजनात्मक तर्क प्रदर्शित करता है:
यह नियामक प्रतिमान प्रदान करता है:
चल रहे शोध में जांच की जा रही है:
लैक ऑपेरॉन आनुवंशिक विनियमन की जटिलता और लालित्य को समझने के लिए एक मॉडल सिस्टम और प्रेरणा दोनों के रूप में कार्य करता रहता है।
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