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Chapter 18: Regulation of Gene Expression Conducting the Genetic Orchestra In multicellular eukaryotes  gene expression regulates development   is responsible for differences in cell types RNA molecules play many roles in regulating gene expression in eukaryotes Bacteria respond by regulating transcription A cell can regulate the production of enzymes by  feedback inhibition  or gene regulation Gene expression in bacteria is controlled by the operon model Figure 18.2 Operons: The Basic Concept A cluster of functionally related genes  under coordinated control   by a single on-off “switch” The regulatory “switch”   a segment of DNA called an  operator  usually positioned within the promoter An  operon  is the entire stretch of DNA that includes the operator, the promoter, and the  genes that they control The operon can be switched off by a protein  repressor The repressor prevents gene transcription by binding to the operator and blocking RNA  polymerase The repressor is the product of a separate  regulatory gene corepressor  is a molecule that cooperates with a repressor protein to switch an  operon off Figure 18.3 Repressible and Inducible Operons: Two Types of Negative Gene Regulation A repressible operon is one that is usually on binding of a repressor to the operator shuts off transcription Repressible enzymes  usually function in anabolic pathways their synthesis is repressed by high levels of the end product An inducible operon is one that is usually off;   a molecule called an inducer inactivates the repressor and turns on transcription
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Inducible enzymes usually function in catabolic pathways; their synthesis is induced by a  chemical signal Inducer  lac  operon Figure 18.4 Positive Gene Regulation Some operons are also subject to positive control through a stimulatory protein, an  activator  of transcription Activated CAP attaches to the promoter of the  lac  operon   increases the affinity of RNA polymerase  thus accelerating transcription When glucose levels increase, CAP detaches from the  lac  operon, and transcription  returns to a normal rate Figure 18.5 Differential Gene Expression All organisms must regulate which genes are expressed at any given time essential for cell specialization Differences between cell types result from  differential gene expression   the expression of different genes by cells with the same genome Figure 18.6 Regulation of Chromatin Structure Genes within highly packed heterochromatin are usually not expressed Chemical modifications to histones and DNA of chromatin 
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