samoregulacja na poziomie komórki

(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), na tym poziomie modulator (zlokalizowany na przykład w jądrze komórkowym), pod odebraniu i przeanalizowaniu informacji o rodzaju i natężeniu bodźca, włącza lub wyłącza aktywność genów strukturalnych (odpowiedzialnych za fenotypowe cechy organizmu), dzięki czemu możliwa jest synteza odpowiednich białek, a następnie enzymów, co umożliwia przebieg określonej reakcji chemicznej i reakcję komórki, a tym samym jej powrót do względnego stanu równowagi (patrz ryc. 1). Osiąganie tego stanu nie odbywa się jednak od razu, bowiem pierwsza reakcja jest zazwyczaj nieprecyzyjna. Modulator analizuje ją (podobnie jak pierwotny bodziec), dzięki czemu następuje stopniowe dostrojenie natężenia reakcji (patrz ryc. 2). Geny strukturalne są włączane lub wyłączane przez geny operujące i regulujące, tworzące razem z nimi zespół zwany operonem (patrz ryc. 3). Geny strukturalne stanowią zaledwie około 5% całego DNA w operonie, pozostałe około 95% to geny regulujące i operujące, które decydują o włączeniu lub wyłączeniu ich działania, a zatem o ich ekspresji. Cały proces wyłączania (represji) jest dość skomplikowany, ale generalnie polega na tym, że produkty reakcji chemicznej (po przekroczeniu ich optymalnego stężenia) łączą się z białkiem produkowanym przez gen regulujący, a powstający z nich związek blokuje gen operujący, który z kolei wyłącza poszczególne geny strukturalne. W przypadku włączania genów strukturalnych (indukcji) z białkiem genu regulującego łączy się (po przekroczeniu optymalnego poziomu) substrat potrzebny do rozpoczęcia reakcji biochemicznej, a ich związek odblokowuje gen operujący, dzięki czemu ciąg reakcji biochemicznych może zostać wznowiony. Cały proces włączania i wyłączania przebiega cyklicznie, aż do ustalenia właściwego stężenia substancji, niezbędnej komórce do prawidłowego funkcjonowania. Ogólnym przykładem samoregulacji na tym poziomie może być otwieranie się aparatów szparkowych po wpływem padającego na nie promieniowania świetlnego. Światło pobudza fotosyntezę w komórkach przyszparkowych, dzięki czemu zwiększa się w nich stężenie glukozy i ciśnienie osmotyczne, co skutkuje otworzeniem szparki i bardziej intensywną wymianą gazową.

ŹRÓDŁO (AUTOR)

Jerzy Modrzyński (z wykorzystaniem różnych źródeł)

Publikacje powiązane tematycznie

Krebs Ch. J. (2011): Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.;
Mackenzie A., Ball A.S., Virdee S.R. (2005): Ekologia. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.;
Odum E. P. (1982): Podstawy ekologii. PWRiL, Warszawa.;
Weiner J. (2003): Życie i ewolucja biosfery. Podręcznik Ekologii Ogólnej. PWN, Warszawa.;
Weisz P. B. (1977): Biologia ogólna. PWN, Warszawa.