Operon Lac (Operon Inducible) e Operon Repressible

I geni sono regolati come unità da un singolo interruttore chiamato operatore. Il gene del promotore segna il sito in cui inizia la trascrizione dell'mRNA e dove gli uccelli dell'enzima RNA polimerasi. L'intera unità è chiamata operon.

L'azione del gene strutturale è regolata dal sito dell'operatore con l'aiuto di una proteina repressore prodotta dall'azione del gene "i" chiamato gene regolatore. I geni sono espressi o non espressi dipende dal fatto che l'interruttore operativo sia acceso o spento.

Con l'accensione dell'operatore, i tre geni vengono trascritti dall'RNA polimerasi in un unico tratto di mRNA che copre tutti e tre i geni. Ogni segmento genico è chiamato cistron e il lungo mRNA che copre tutti i cistroni è noto come policistronico. Se il lattosio viene rimosso dal terreno, gli enzimi necessari per la degradazione non vengono prodotti.

La sostanza repressore può combinarsi con il gene dell'operatore per reprimere la sua azione in due modi:

(I) Lac Operon (Operon Inducible):

In questo, l'operone è generalmente disattivato, di conseguenza, non vi è alcuna trascrizione e quindi nessuna formazione di proteine ​​(enzimi) (Fig. 6.63). Tuttavia, può essere attivato se al batterio viene fornito un metabolita dall'esterno.

È costituito da tre geni strutturali: Lac Z, Lac Y e Lac A, Il metabolita aggiunto entra in contatto con repressore attivo legato all'operatore, porta a modificare la struttura del repressore e il repressore viene rimosso dall'operatore.

L'operone viene trascritto e gli enzimi vengono prodotti. Il processo continua fino a quando il metabolita (induttore) non viene consumato. Dopo che il consumo del repressore dell'induttore (metabolita) ha nuovamente la sua forma terziaria, lo lega all'operatore e spegne l'operone (figura 6.64).

In Lac operon il lattosio quando aggiunto entra nelle cellule dall'azione dell'enzima permeaste di poche molecole di cui sono normalmente presenti nella cellula. Il lattosio si lega a un repressore attivo che porta a cambiare la sua struttura. Di conseguenza il repressore ora non riesce a legarsi all'operatore.

Ora l'RNA polimerasi avvia il processo di trascrizione dell'operone legandosi al sito del promotore P. Tutti i tre enzimi sono formati vale a dire. (β galattosidasi, permeasi e transacetilasi.Infine, tutte le molecole di lattosio sono esaurite.Il repressore inattivo diventa attivo, si attacca all'operatore e infine spegne l'operone.

(II) Operatore Repressibile (Operon del triptofano e Operon Arginina):

In questo sistema, l'operone è di solito attivo in modo che la trascrizione avvenga normalmente per sintetizzare gli enzimi. Ma l'operone può essere disattivato a causa del non fabbisogno di metabolita (Figura 6.66 B).

Nell'operone del triptofano, la formazione di triptofano (un amminoacido) richiede l'azione di cinque enzimi in successione. La formazione del triptofano è attiva perché il gene regolatore R forma un repressore inattivo chiamato aporepressore che non si attacca al sito dell'operatore.

Poiché il sito dell'operatore è privo di repressore, il sistema operonico rimane attivo e tutti i cinque enzimi necessari per la formazione del triptofano sono sintetizzati (Figura 6.66 A).

Quando il triptofano si accumula o si aggiunge, poche molecole di triptofano agiscono da co-repressore e si legano al repressore inattivo (complesso repressore-corepressore) che si attiva e si attacca all'operatore, spegnendo così l'operone.