Теория оперона

Франсуа Жакоб и Жак Моно сформулировали теорию оперона, которая объясняет механизм контроля синтеза белков. Гены белков, функции которых в метаболических процессах тесно связаны, часто в геноме группируются вместе в структурные единицы – опероны. Согласно теории, оперонами называются участки молекулы ДНК, которые содержат информацию о группе функционально взаимосвязанных структурных белков, и регуляторную зону, контролирующую транскрипцию этих генов.Транскрипция структурных генов зависит от способности РНК-полимеразы присоединяться к промотору, расположенному на 5’- конце оперона перед структурными генами. Связывание РНК-полимеразы с промотором зависит от присутствия белка-репрессора на смежном с промотором участке, который называется оператор. Белок-репрессор синтезируется в клетке с постоянной скоростью и имеет сродство к операторному участку. Структурно участки промотора и оператора частично перекрываются, что создает препятствие для присоединения РНК-полимеразы. Большинство механизмов регуляции синтеза белков направлено на изменение скорости связывания РНК-полимеразы с промотором. При появлении индуктора (лактоза) он присоединяется к белку репрессору, изменяет его конформацию и снижает сродство к оператору. РНК-полимераза связывается с промотором и транскрибирует структурные гены.

лактоза является индуктором транскрипции.

Снижение концентрации фермента может осуществляться путем репрессии синтеза ферментов. Репрессия синтеза ферментом конечным продуктом имеет место в случае синтеза гистидина или триптофана. Следует иметь в виду, что репрессия и индукция синтеза белков реализуется по принципу адаптации к изменяющимся условиям и клеточной экономии: синтезируются белки если есть в них потребность, при отсутствии потребности их синтеза нет.

В этом случае триптофан является репрессором транскрипции.

Все это было показано на бактериях. У эукариотов все происходит гораздо сложнее, однако принцип остается прежним.