Náttúrufræðingurinn - 1980, Page 56

þátta og bregðast við þeim. En það frelsi
sem taugakerfið veitir frá þvingandi
skipunum erfðaboðanna er ekki allt sem
sýnist. Enginn efast um að gerð tauga-
kerfisins sé í öllum aðalatriðum ákvörð-
uð af erfðaefninu. Viðbrögð þess og öll
störf hljóta því að falla innan þeirra
marka sem erfðaefnið setur.
FRUMUSTJÓRN
Eins og gefur að skilja eru hin marg-
þættu störf sem fram fara í lifandi
frumu ekki unnin stjórnlaust hvert í
kapp við annað heldur er framkvæmd
þeirra stillt til samræmis við þarfir
frumunnar eða lífverunnar sem hún er
hluti af. Stjórn er t.d. höfð á tjáningu
erfðaefnisins sjálfs (RKS myndun) og á
starfsemi fullmótaðra hvítusameinda.
Núverandi þekking manna á stjórn-
unaraðferðum frumna er að miklu leyti
sótt í rannsóknir á gerilfrumum. Stjórn-
kerfi þeirra hafa verið krufin með líf-
efnafræðilegum og erfðafræðilegum að-
ferðum. Af ýmsum ástæðum hefur
gengið erfiölegar að afla haldgóðrar
vitneskju um stjórnkerfi kjarnafrumna,
sérstaklega frumna í æðri fjölfrumung-
um.
Rannsóknir á frumustjórnkerfum
hafa beint athygli manna að sérstæðum
og afar mikilvægum eiginleika margra
hvítusameinda. Hann er fólginn í næmi
fyrir áhrifum ákveðinna smásameinda
sem bundist geta hvítunum og valdið
breytingum á Iögum þeirra og sérvirkni.
Slíkar smásameindir hafa einu nafni
verið kallaðar stýrilsameindir eða
stýrlar (effectors), en hvíturnar sem þær
verka á eru sagðar vera stýrilnæmar
(allosteric). Margar lífhvatahvítur eru
stýrilnæmar. Þær hafa sérstakan tengi-
stað fyrir stýril sinn, ólíkan tengistað
hvarfefnis (substrate). Tenging stýril-
sameindar getur haft úrslitaáhrif á
virkni lífhvata, t.d. gert hann óstarf-
hæfan með öllu. I gerlum er algengt að
smásameind, t.d. amínósýra, sem er
lokaafurð efnamyndunarbrautar, geti
verkað sem stýrill á fyrsta lífhvata
brautarinnar og hindrað starfsemi hans
(8. mynd). Stöðvast þá framleiðsla á af-
urðinni. Verði síðar lítið um afurðina í
ætinu dregur úr áhrifum stýrilsins, líf-
hvatinn starfar og afurðin er framleidd
á ný. Þetta er kallað afturkastshindrun
(feedback inhibition). Þannig getur
fruman temprað starfsemi fullmótaðra
hvítusameinda.
8. mynd. Afturkastshindrun í gerlinum E.
coli. Amínósýran ísólúsín er mynduð úr
amínósýrunni þreóníni fyrir tilstilli 5 líf-
hvata (A-E). Þegar mikið er um isólúsin i
gerilfrumunum verkar það sem stýrill á
fyrsta lifhvatann (A) i þessari efnamynd-
unarbraut og heftir starfsemi hans. Þetta
hefur þær afleiðingar að mjög dregur úr
framleiðslu isólúsíns i frumunni.
þreónín
i
, oc-Ketóbutýrat
! )s
Acetóhyd roxýbútyrat
! 1°
' Díhýdroxýísólúsín
! 1D
■ oc-Ketóísólúsín
L- ---- Ísólúsín
310