Генът с ключ

Гените са като рецепти

Една бактерия носи хиляди гени за белтъци, но в дадена среда голяма част от тях почти не се четат. Гените са като рецепти в готварска книга: книгата е цялата в кухнята, но се готви само това, за което има продукти и нужда.

Да имаш ген не значи да произвеждаш белтъка му. Генът за ензима, който разгражда млечната захар, има „ключ“ – и през повечето време е изключен.

Пазачът и помощникът

• Белтъкът-пазач седи върху своето място на ДНК, точно пред гена, и пречи генът да се чете. Когато има млечна захар, тя сяда върху пазача, той сменя формата си и пуска ДНК.
• Белтъкът-помощник помага генът да се чете силно, но идва само когато няма глюкоза. Затова при глюкоза и млечна захар заедно генът се чете само слабо – около 50 пъти по-слабо.
• Изключеният ген не е съвсем тих: малко ензим се прави винаги – около 1000 пъти по-малко. Благодарение на него клетката „усеща“ млечната захар, когато тя се появи.

Клетката не мисли и не решава: ключът е само молекули, които се залепват и отлепват.

Ензимът струва

Производството на ензима отнема енергия. Когато има глюкоза, ензимът не помага, а само „изяжда“ част от растежа. Когато има само млечна захар, без ензим клетката почти не расте.

Включването отнема време: ензимът се натрупва за около половин час. Когато глюкозата свърши, колонията спира да расте за около половин час и после продължава – вече на млечна захар.

Коя клетка печели?

Няма „най-добра“ клетка за всеки свят. Ако глюкозата често свършва, печели клетка, чийто ген е винаги включен – тя няма пауза. Ако млечната захар никога не остава сама, печели клетка с винаги изключен ген – тя не плаща за ензим. Умната клетка не е първа никъде, но не губи тежко никъде. За честно сравнение двете колонии имат еднаква храна и еднакво начало – различна е само клетката.

Числата в симулацията – 1000 пъти, 50 пъти, половин час, една десета от растежа – са по порядък от научни измервания. Моделът е „средна клетка“ с три нива; истинските клетки се различават една от друга.

Знаеш ли, че…

• В действителност пазача го отлепя преобразувана форма на млечната захар, която прави самият ензим от малкото, което винаги се произвежда.
• Не отглеждай бактерии у дома: опитите с бактерии се правят само в училищна лаборатория, с учител и по правилата за безопасност.
• Безопасен опит у дома: сравни сладостта на прясно мляко и на мляко „без лактоза“. В него ензим вече е разградил млечната захар на две по-сладки захари.