Оперон

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Оперон — функціональна одиниця організації генетичного матеріалу прокаріотів (бактерій та архей), в якій цистрони (гени, одиниці транскрипції), що кодують спільно або послідовно працюючі білки, об'єднуються під одним (або кількома) промоторами. Така функціональна організація дозволяє ефективніше регулювати експресію цих генів.

Історія дослідження[ред.ред. код]

Концепція оперону була запропонована в 1961 році французькими вченими Франсуа Жакобом і Жаком Моно, за що вони отримали Нобелівську премію в 1965 році.

Різноманіття і структура[ред.ред. код]

Оперони за кількістю цистронов класифікують на моно-, оліго- і поліцистронні, що містять, відповідно, тільки один, кілька або багато цистронів (генів).

Характерним прикладом оперонної організації геному прокаріотів є лактозний оперон (lac-оперон).

Оперон починається і закінчується регуляторними областями — промотором на початку і терминатором у кінці, окрім цього, кожен окремий цистрон може мати в своїй структурі власний промотор і/або термінатор.

До складу оперона прокаріотів входять структурні гени і регуляторні елементи (не плутати з геном-регулятором). Структурні гени кодують білки, що здійснюють послідовно етапи біосинтезу певної речовини. Цих генів може бути один, два або кілька. Вони тісно зчеплені один з одним і, що найголовніше, в ході транскрипції працюють як один єдиний ген: на них синтезується одна спільна молекула іРНК, яка лише потім розщеплюється на кілька іРНК, відповідних окремим генам. Регуляторними елементами є наступні:

  • Промотор - ділянку зв'язування ферменту, що здійснює транскрипцію ДНК - РНК-полімерази. Є місцем початку транскрипції. Являє собою коротку послідовність з декількох десятків нуклеотидів ДНК, з якою специфічно зв'язується РНК-полімераза. Крім того, промотор визначає, яка з двох ланцюгів ДНК буде служити матрицею для синтезу іРНК;
  • Оператор - ділянку зв'язування регуляторного білка;
  • Термінатор - ділянка в кінці оперона, що сигналізує про припинення транскрипції.

На роботу оператора даного оперона впливає самостійний ген-регулятор, що синтезує відповідний регуляторний білок. Цей ген не обов'язково розташовується поруч з опероном. Крім того, один регулятор може регулювати транскрипцію декількох оперонов. Ген-регулятор також має власний промотор і термінатор. Регуляторні білки бувають двох типів: білок-репрессор або білок-активатор. Вони приєднуються до специфічних нуклеотидних послідовностей ДНК оператора, що або перешкоджає транскрипції генів (негативна, негативна регуляція), або сприяє їй (позитивна, позитивна регуляція); механізми їх роботи протилежні. Крім того, на роботу білків-репрессоров можуть впливати речовини - ефектори: з'єднуючись з репрессором, вони впливають на його взаємодію з оператором.

В евкаріотів[ред.ред. код]

В евкаріотів транскрипція здійснюється з ділянок, подібних оперона прокаріотів і також складаються з регуляторних і структурних генів, однак у оперонов еукаріот є ряд особливостей.

1. До складу оперона евкаріотів входить лише один структурний ген (а не кілька - як у прокаріотів).

2. Оперон евкаріотів майже завжди містить тільки структурний ген, а інші гени розкидані по хромосомі або навіть за різними хромосомами.

3. Оперон евкаріотів складається з чергуються один з одним значущих (екзонів) і незначущих (інтронів) ділянок. При транскрипції вчитуються як екзонів, так і інтрони, а потім у ході процесингу відбувається вирізання інтронів (сплайсинг).

Сахарин Це незавершена стаття з молекулярної біології.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.