Proteina Lac Represor În genetică, un operon este o unitate de funcționare a ADN genomic care conține un grup de gene (cistroni) sub controlul unui promotor unic. Genele sunt transcrise împreună într-o catenă ARNm și sunt fie traduse împreună în citoplasmă, fie supuse unui proces de trans-splicing pentru a crea molecule de ARNm monocistronic care sunt traduse separat, adică mai multe catene de ARNm care codifică fiecare un produs al unei singure gene. Rezultatul acestui fapt este că genele conținute în operon sunt fie exprimate împreună, fie deloc. Mai multe gene trebuie co-transcrise pentru a defini un operon. Inițial, se credea că operonii există numai în procariote, dar de la descoperirea primilor operoni la eucariote la începutul anilor 1990, au apărut mai multe dovezi care sugerează că sunt mult mai frecvenți decat a fost estimat anterior. În general, expresia operonilor la procariote conduce la generarea de ARNm policistronic, în timp ce la eucariote duce la ARNm monocistronic. Un operon este format din mai multe gene structurale având un promotor comun și reglate de către un operator comun. Este definit ca un set de gene structurale adiacente, plus semnalele reglatoare adiacente care afectează transcrierea genelor structurale. Reglatorii unui operon dat, inclusiv represorii, co-represorii și activatorii, nu sunt neapărat codificați de acel operon. Un operon este alcătuit din 3 componente ADN de bază: 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Proteina Lac Represor
În genetică, un operon este o unitate de funcționare a ADN genomic care conține un
grup de gene (cistroni) sub controlul unui promotor unic. Genele sunt transcrise împreună
într-o catenă ARNm și sunt fie traduse împreună în citoplasmă, fie supuse unui proces de
trans-splicing pentru a crea molecule de ARNm monocistronic care sunt traduse separat, adică
mai multe catene de ARNm care codifică fiecare un produs al unei singure gene. Rezultatul
acestui fapt este că genele conținute în operon sunt fie exprimate împreună, fie deloc. Mai
multe gene trebuie co-transcrise pentru a defini un operon.
Inițial, se credea că operonii există numai în procariote, dar de la descoperirea primilor
operoni la eucariote la începutul anilor 1990, au apărut mai multe dovezi care sugerează că
sunt mult mai frecvenți decat a fost estimat anterior. În general, expresia operonilor la
procariote conduce la generarea de ARNm policistronic, în timp ce la eucariote duce la
ARNm monocistronic.
Un operon este format din mai multe gene structurale având un promotor comun și
reglate de către un operator comun. Este definit ca un set de gene structurale adiacente, plus
semnalele reglatoare adiacente care afectează transcrierea genelor structurale. Reglatorii unui
operon dat, inclusiv represorii, co-represorii și activatorii, nu sunt neapărat codificați de acel
operon.
Un operon este alcătuit din 3 componente ADN de bază:
- Promotor - o secvență de nucleotide care permite ca o genă să fie transcrisă.
Promotorul este recunoscut de către ARN polimerază, care apoi inițiază transcripția. În
sinteza ARN, promotorii indică ce gene trebuie utilizate pentru crearea de ARN mesager - și,
prin extensie, controlează ce proteine produce celula.
- Operator - un segment de ADN la care se leagă un represor. Este definit clasic în
operonul lac ca un segment între promotor și genele operon. În cazul represorului, proteina
represoare împiedică fizic ARN polimeraza de a transcrie genele.
- Gene structurale - gene care sunt co-reglate de operon.
Nu întotdeauna inclusă în operon, dar importantă în funcționarea lui este o genă
reglatoare, o genă constant exprimată care codifică pentru proteinele represor. Gena
reglatoare nu este necesar să fie în, lângă, sau chiar în apropierea operonului pentru a-l
controla.
1
Operonul lac este un operon necesar pentru transportul și metabolismul lactozei în
Escherichia coli și multe alte bacterii enterice. Deși glucoza este sursa de carbon preferată
pentru cele mai multe bacterii, operonul lac permite digestia eficientă a lactozei când glucoza
nu este disponibilă. Reglarea genelor operonului lac a fost primul mecanism de reglare
genetică înțeles clar, astfel că a devenit un exemplu principal de reglare a genelor la
procariote.
Operonii bacterieni sunt transcripții policistronici care sunt capabili să producă mai
multe proteine dintr-un ARN transcript. În acest caz, atunci când lactoza este necesară ca o
sursă de zaharide pentru bacterii, cele trei gene ale operonului lac pot fi exprimate și ulterior
traduse la proteinele lor: lacZ, lacY și lacA. Produsul genei lacZ este β-galactozidaza care
scindează lactoza, un dizaharid, în glucoză și galactoză. LacY codifică lactozo-permeaza, o
proteină care se incorporează în membrana citoplasmatică pentru a permite transportul de
lactoză în celulă. În cele din urmă, lacA codifică galactozid O-acetiltransferaza.
Ar fi inutil să se producă aceste enzime atunci când nu există o lactoză disponibilă sau
dacă există o sursă de energie disponibilă mai preferabilă, cum ar fi glucoza. Operonul lac
folosește un mecanism de control dual pentru a se asigura că celula consumă energie pentru a
produce enzimele codificate de operonul lac numai atunci când este necesar.
În absența lactozei, represorul lac oprește producția enzimelor codificate de operonul
lac. În prezența glucozei, proteina activatoare de cataboliți (CAP), necesară pentru producția
de enzime, rămâne inactivă, iar EIIAGlc blochează lactozo-permeaza pentru a preveni
transportul de lactoză în celulă. Acest mecanism dublu de control determină utilizarea
secvențială a glucozei și a lactozei în două faze distincte de creștere, cunoscută sub numele de