Operon - biologia - Polski Serwis Naukowy

Operon – zbiór położonych obok siebie w genomie, wspólnie transkrybowanych i regulowanych genów. W skład pojedynczego operonu wchodzą:

geny kodujące białka i enzymy (geny struktury lub też geny strukturalne),

dwa odcinki DNA niekodujące białek: promotor i operator.

Operon zawiera też terminator (odcinek genu, na którym kończy się transkrypcja operonu). W skład operonu może też wchodzić atenuator - sekwencja położona między promotorem a genami struktury. Po transkrypcji tej sekwencji powstaje fragment RNA, który może tworzyć strukturę przestrzenną działającą jako sygnał do terminacji transkrypcji.

Gen (gr. γηνοσ – ród, pochodzenie) – podstawowa jednostka dziedziczności, która determinuje powstanie jednego polipeptydu lub kwasów rRNA lub tRNA.

Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.

Operony występują tylko u prokariontów.

Promotor to miejsce rozpoznawane przez polimerazę RNA, zaś operator jest miejscem, gdzie "przyczepia" się regulator (białko), które reguluje operon. Mechanizm regulacji polega na włączaniu lub wyłączaniu transkrypcji.

Rodzaje operonów bakteryjnych:

Genom – materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Termin mylony jest z genotypem, czyli całością informacji genetycznej zawartej w chromosomach organizmu.

Klaster – określenie dla grupy blisko leżących genów, które kodują blisko spokrewnione białka. Jeżeli klaster genów jest kontrolowany przez operator to wówczas mówimy o operonie. Nazwa została wprowadzona przez M. Demereca i P. Hartmana w 1959 roku.

indukowane (kataboliczne) - produkcja enzymów jeśli substrat obecny w środowisku

ulegające represji (anaboliczne) - produkcja enzymów jeśli substancja syntetyzowana nie istnieje w komórce

podlegające regulacji pozytywnej – transkrypcja w obecności induktora

podlegające regulacji negatywnej – blokowanie transkrypcji przez wolny represor

Przykładowe operony:

Prokarionty, prokarioty, organizmy prokariotyczne (Prokaryota, Procaryota) – mikroorganizmy w większości jednokomórkowe, których komórka nie zawiera jądra komórkowego oraz organelli komórkowych charakterystycznych dla eukariontów. Nazwa pochodzi od greckich słów pros (przed) i karyon (jądro). Pozostałe synonimy to: akariobionty, akariota, organizmy akariotyczne, anukleobionty, bezjądrowce, bezjądrowe, prokariota, protokarionty, przedjądrowce.

Promotor – odcinek DNA, położony zazwyczaj powyżej sekwencji kodującej genu, który zawiera sekwencje rozpoznawane przez polimerazę RNA zależną od DNA. Po połączeniu się polimerazy RNA z promotorem rozpoczyna się transkrypcja (proces przepisywania informacji genetycznej z DNA na RNA). Promotory eukariotyczne zawierają także sekwencje rozpoznawane przez czynniki transkrypcyjne, które wiążąc się z DNA umożliwiają związanie się polimerazy RNA z nicią DNA i rozpoczęcie transkrypcji. Promotor może mieć długość od kilkudziesięciu do kilkuset nukleotydów.

operon laktozowy (regulacja szlaków katabolicznych),

operon tryptofanowy (regulacja szlaków anabolicznych),

operon arabinozy

operon ramnozy

operon maltozy

Termin operon wprowadzili do genetyki w 1961 roku odkrywcy powyższego mechanizmu regulacji François Jacob i Jacques Monod.

Zobacz też

Klastry genów

Przypisy

T. A. Brown: Genomy. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009, s. 232. ISBN 978-83-01-15634-3.
↑ Hans Günter Schlegel: Mikrobiologia ogólna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003, s. 613. ISBN 83-01-13999-4.
Biologia : słownik encyklopedyczny. Warszawa: Wydawnictwo Europa, 2001, s. 229. ISBN 83-87977-73-X.