Operonska genetika
Operonska genetika
Anonim

Operon, genetski regulativni sistem, ki ga najdemo v bakterijah in njihovih virusih, v katerih so geni, ki kodirajo funkcionalno povezane beljakovine, združeni vzdolž DNK. Ta lastnost omogoča, da se sinteza beljakovin nadzoruje usklajeno kot odziv na potrebe celice. Z zagotovitvijo sredstev za proizvodnjo beljakovin le, kadar in kjer so potrebne, operon omogoča celici, da varčuje z energijo (kar je pomemben del življenjske strategije organizma).

Tipičen operon je sestavljen iz skupine strukturnih genov, ki kodirajo encime, ki sodelujejo v metabolični poti, kot je biosinteza aminokisline. Ti geni se nahajajo neprekinjeno na odseku DNK in so pod nadzorom enega promotorja (kratek segment DNK, na katerega se RNA polimeraza veže, da začne prepisovati). Posamezna enota messenger RNA (mRNA) se prepisuje iz operona in se nato prevede v ločene proteine.

Promotor nadzirajo različni regulativni elementi, ki se odzivajo na okolje. Eno skupno metodo uravnavanja izvaja regulatorni protein, ki se veže na območje operaterja, to je še en kratek segment DNK, ki ga najdemo med promotorjem in strukturnimi geni. Regulatorni protein lahko blokira transkripcijo, v tem primeru pa se imenuje kot represivni protein; ali kot aktivatorski protein lahko spodbudi transkripcijo. Nadaljnja regulacija se pojavi pri nekaterih operonih: molekula, imenovana induktor, se lahko veže na represor in ga inaktivira; ali pa se tlačni regulator morda ne bo mogel vezati na operaterja, če ni vezan na drugo molekulo, jedrno napravo. Nekateri operoni so pod nadzorom atenuatorja, v katerem se prepisovanje začne, vendar se zaustavi, preden se pretoči mRNA. To uvodno področje mRNA imenujemo vodilno zaporedje; Vključuje območje slabljenja, ki se lahko zloži nazaj in tvori strukturo stebla in zanke, ki preprečuje napredovanju polimeraze RNA po DNK.

Teorijo o operonu sta v začetku šestdesetih prvič predlagala francoska mikrobiologa François Jacob in Jacques Monod. V svojem klasičnem prispevku so opisali regulativni mehanizem lac-operona Escherichia coli, sistema, ki bakteriji omogoča, da potisne proizvodnjo encimov, ki sodelujejo v presnovi laktoze, kadar laktoza ni na voljo.