جينات المَشغلات

يمكن أن تتحكم بدائيات النوى في التعبير الجيني من خلال الأوبرونات _ تسلسل الحمض النووي المكون من عناصر تنظيمية وجينات ترميز البروتين المجمعة ذات الصلة وظيفياً. يستخدم الأوبرونات تسلسل محفز واحد لبدء نسخ مجموعة جينية (أي مجموعة من الجينات الهيكلية) في جزيء واحد من الحمض الريبوزي المرسال. تسلسل المُنهي يُنهي النسخ. إن تسلسل المشغل ، الموجود بين المروَّجين والجينات الهيكلية ، يحظر نشاط نسخ الأوبرون إذا كان مرتبطاً ببروتين مثبط. إجمالاً ، يشكل كل من المروَّج ، والمشغَّل ، والجينات الهيكلية ، والمُنهي ، جوهر الأوبرون.

عادة ما تكون الأوبرونات إما قابلة للتحفيز أو قابلة للقمع. تكون الأوبرونات القابلة للتحفيز ، مثل الأوبرون lac البكتيري ، ”متوقفة عن التشغيل“ بشكل طبيعي. ولكن سوف تتحول إلى ”التشغيل“ في وجود جزيء صغير يسمى محفز (على سبيل المثال ، الألولاكتوز). عندما يغيب الجلوكوز ، ولكن في وجود اللاكتوز ، يرتبط الألولاكتوز ويثبط نشاط مثبط الأوبرون lac ؛ مما يسمح للأوبرون بتوليد الإنزيمات المسؤولة عن استقلاب اللاكتوز.

عادةً ما تكون الأوبرونات القابلة للقمع ، مثل أوبرون trp البكتيري ، في وضع ”التشغيل“ ولكن سوف يتحول إلى ”التوقف عن التشغيل“ ؛ في وجود جزيء صغير يسمى الكابح (على سبيل المثال ، التربتوفان). عندما يكون التربتوفان _ أحد الأحماض الأمينية الأساسية _ وفيراً ، يرتبط التربتوفان وينشط عامل الضغط trp _ مما يمنع الأوبرون من صنع الإنزيمات اللازمة لتكوينه.

قد تكون الأوبرونات أيضاً نشطة بشكل أساسي (أي بشكل مستمر). على سبيل المثال ، تكون أوبرونات الحمض الريبي الريبوسومي الجرثومي (rRNA) دائماً في وضع ”التشغيل“ لأن لحمض الريبي الريبوسومي مطلوب باستمرار للترجمة.

تساهم العناصر التنظيمية الأخرى في تنسيق الأوبرونات للتعبير الجيني أيضاً. تقوم الجينات التنظيمية بترميز المنشط النسخي أو البروتينات المثبطة. على سبيل المثال ، تقوم جينات lacI و trpR بتشفير مثبطات الأوبرونات الخاصة بها. التسلسلات التنظيمية الإضافية ، مثل موقع ربط أوبرون lac ببروتين منشط الهدم اللاصق (CAP) ، توفر مواقع ربط للمنشطات أو المثبطات الأخرى. على سبيل المثال ، عندما يكون الجلوكوز منخفضاً ، يقوم جزيء الإشارة (أي أدينوسين أحادي الفوسفات الدوري) بتنشيط CAP _ مما يسمح له بربط موقع CAP ، وتجنيد بوليميريز الحمض الريبي ، وبدء نسخ أوبرون lac.