Náttúrufræðingurinn - 1986, Blaðsíða 46

þeirra hefur einnig verið rannsökuð
rækilega.
STJÓRN GENASTARFS
Eins og að líkum lætur stjórnar
bakterían starfsemi gena sinna af mik-
illi kostgæfni. Breytt starfsemi gena er
einmitt eitt helsta svar hennar við
breytingum á lífsskilyrðum. Ég tek
dæmi: Escherichia coli getur aflað sér
bæði kolefnis og orku úr mjólkursykri
og þarf þá ekki önnur lífræn næringar-
efni. Sérstakt ensím þarf til þess að
kljúfa tvenndarsameindir mjólkursyk-
urs í tvær nýtanlegar sameindir. Þetta
ensím býr bakterían til. Án þessa en-
síms er mjólkursykurinn gagnslaus
fyrir bakteríuna. Sé bakterían ræktuð í
æti sem er gjörsneytt þessari sykurteg-
und er framleiðsla þessa ensíms í lág-
marki. Sé bakterían hins vegar flutt í
æti þar sem mjólkursykur er eina líf-
ræna næringarefnið, bregst hún skjótt
við og stóreykur framleiðslu ensíms-
ins. Bakteríur sem ræktaðar eru á
mjólkursykri hafa um 3000 sinnum
meira af þessu ensími en þær sem
ræktaðar eru án hans.
Það er bakteríum greinilega í hag að
geta stillt framleiðslu þessa ensíms eft-
ir þörfum, en hvernig fara þær að því?
Skýringin er sú, að starfsemi gensins,
sem ræður gerð þessa ensíms í bakt-
eríufrumunni, er hindruð þegar mjólk-
ursykur er hvergi nærri. Hún er hindr-
uð af sérstöku stjórnprótíni. Það ber
kennsl á ákveðnar kirnisraðir við upp-
haf gensins, tengist þeim og kemur um
leið í veg fyrir eðlilega starfsemi gens-
ins. Afleiðingin er sú að lítið sem ekk-
ert myndast af ensíminu. Þegar mjólk-
ursykur berst inn í bakteríufrumuna
tengist hann stjórnprótíninu sjálf-
krafa. Við það sleppir prótínið tökum
á geninu, sem nú getur tekið til
óspilltra málanna að undirbúa fram-
leiðslu ensímsins. Þegar mjólkursykur
þrýtur í æti bakteríunnar snýr hún við
blaðinu og stöðvar framleiðslu á en-
síminu. Þetta er einungis ein af mörg-
um aðferðum sem bakteríur beita til
að hafa stjórn á starfsemi gena sinna.
HVAÐA GAGN ER AÐ
RANNSÓKNUM Á
ERFÐUM BAKTERÍA?
Rannsóknir á bakteríunni Escheri-
chia coli hafa verið brautryðjandi á
mörgum sviðum erfðafræði og lífefna-
fræði. Aðrar bakteríutegundir hafa að
sjálfsögðu einnig verið rannsakaðar,
en ekki jafn ítarlega. Ástæðurnar fyrir
vinsældum þessarar óásjálegu bakteríu
meðal líffræðinga eru margar eins og
þegar hefur komið fram: Hún er mjög
auðveld í ræktun, vex hratt, og er svo
fyrirferðarlítil að ekki er tiltökumál að
gera tilraunir með hundruð milljóna
einstaklinga í senn. Hún hentar vel til
erfðafræðilegra tilrauna. Því veldur
m. a. tengiæxlunin, sem reyndar er
fremur sjaldgæft fyribæri á meðal
baktería. Vegna mergðarinnar er
ennfremur hægt að ná meiri nákvæmni
í greiningu á erfðaefninu en almennt
gerist í tilraunum með dýr, plöntur og
jafnvel sveppi.
Hér verða ekki raktar frekar þær
margvíslegu niðurstöður sem fengist
hafa úr rannsóknum á þessum bakterí-
urn. En sú spurning hlýtur að vakna
hjá inörgum, hve mikið gildi þessar
rannsóknir hafi umfram það að auka
þekkingu manna á lífi bakteríanna.
Því er til að svara að í fjölmörgum
meginatriðum er lífsstarfsemi bakt-
eríufrumunnar fjarska svipuð því sem
gerist í frumum svonefndra æðri líf-
vera. Þetta á t. d. við um hlutverk
DNA-sameinda sem erfðaefnis, eft-
irmyndun þeirra og efnaskipti, mynd-
un prótína, orkubúskap og gerð
40