;

Оперон

Оперо́н — участок генетического материала, состоящий из 1, 2 и более сцепленных структурных генов, которые кодируют белки (ферменты), осуществляющие последовательные этапы биосинтеза метаболита.
Концепция оперона как часть теории генетической организации и регуляции была выдвинута в 1961 году французским учеными Ф. Жакобом и Ж. Моно на основе экспериментальных работ по синтезу индуцируемых ферментов у мутантов кишечной палочки. Регуляторная функция оперона осуществляется на стадии транскрипции, то есть при образовании информационной, или матричной, рибонуклеиновой кислоты (м-РНК) на соответствующем участке дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В начале оперона обычно локализован промотор — инициирующий транскрипцию участка ДНК, с которым специфически связывается фермент РНК-полимераза, осуществляющая транскрипцию оперона. За промотором расположен оператор — участок ДНК, с которым взаимодействует регуляторный белок — репрессор. Остальную часть оперона составляют структурные гены, содержащие информацию о последовательности аминокислот в полипептидных цепях белков. Репрессоры синтезируются под контролем генов-регуляторов, необязательно входящих в данный оперон. Взаимодействуя с оператором, репрессор влияет на скорость транскрипции структурных генов. Репрессор, с одной стороны, способен «узнавать» последовательность оснований ДНК оператора, с другой — взаимодействовать с низкомолекулярными веществами — эффекторами, являющимися чаще всего субстратами или продуктами действия ферментов, определяемых данным оперона. Эффекторы меняют сродство репрессора к оператору; некоторые его снижают, другие повышают. Когда репрессор связан с оператором, он препятствует движению РНК-полимеразы вдоль оперона, и синтез м-РНК тормозится. Отделение репрессора от оператора приводит к «включению» оперона. Таким образом, оператор определяет активность оперона в целом. Описанная регуляция называется негативной, или отрицательной. Существует и позитивная, или положительная, регуляция, осуществляемая белком-активатором, который, присоединяясь к начальной части оперона (перед промотором), активирует его транскрипцию.
Концепция оперона оказалась плодотворной для развития молекулярной генетики и в дальнейшем была подтверждена исследователями с использованием генетических и биохимических подходов. Из концепции оперона следует, что активность гена в клетке упорядочена и зависит от внешних условий и от деятельности других генов. Опероны позволяют понять, каким образом генетический аппарат клетки реагирует на изменение внешних условий.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика