Operanen

- [Verteller] In prokaryotische cellen is een operon een groep van genetische sequenties die regulatorische elementen en verschillende eiwitcoderende genen bevatten, de structurele genen die samen worden getranscribeerd. Een van de best bestudeerde gevallen is de lac-operon in bacteriën dat drie genen bevat, lac Z, lac Y, en lac A, die de enzymen coderen die nodig zijn voor het metabolisme van lactose, samen met de promotor, operator en terminator sequenties die de expressie van de lac-genen regelen. Normaal gesproken, wanneer de glucoseconcentratie overvloedig is, bindt het lac repressor-eiwit zich stevig aan de operator en verhindert het de transcriptie van de lac-genen door de binding van het RNA-polymerase aan de promotor te blokkeren.

De lac onderdrukker wordt constitutief uitgedrukt, wat betekent dat het gen dat het codeert, standaard wordt aangezet. Wanneer de glucoseconcentratie zeer laag is, zal de cel lactose als energiebron gebruiken. Eenmaal aanwezig in de cel, wordt een deel van de lactose omgezet in een aangepaste versie, allolactose genaamd, die bekend staat als de bevorderaar van de lac operon omdat het zich aan de repressor bindt en deze blokkert, wat de expressie van de lac genen veroorzaakt.

Bovendien, bij lage glucoseniveaus, neemt de hoeveelheid van de signaalmolecule cyclisch AMP toe en bindt deze zich aan het katabolische activator-proteïne, of CAP. Samen binden ze zich aan een reguleringssequentie die proximaal stroomopwaarts van de promotor ligt en helpen ze RNA-polymerase aan te trekken om de transcriptie aanzienlijk te verhogen. Tijdens de transcriptie wordt een enkele mRNA streng geproduceerd en vrijgegeven wanneer de polymerase de terminatorsequentie bereikt. Uit dit mRNA worden de drie eiwitten die nodig zijn voor de verwerking van lactose omgezet.