ОПЕРОН

ОПЕРОН (от латинского operor — работаю, действую), транскриптон, скриптон, участок генетического материала, транскрипция которого осуществляется на одну молекулу информационной РНК (иРНК) под контролем белка-репрессора. Концепция оперона разработана в 1961 Ф. Жакобом и Ж. Моно для объяснения механизма «включения» или «выключения» тех или иных генов в зависимости от потребности клетки в метаболитах, синтез которых контролируют эти гены. В дальнейшем эта концепция получила подтверждение в большом числе экспериментов, показавших, что оперонная регуляция (т. е. регуляция на уровне транскрипции) представляет собой основной механизм регуляции активности генов у прокариот и бактериофагов.

Оперон может состоять из одного, двух и более тесно сцепленных структурных генов, кодирующих белки (ферменты), осуществляющие последовательные этапы биосинтеза какого-либо метаболита. Кроме того, каждый оперон содержит регуляторные элементы: промотор (участок начала транскрипции) и оператор (с которым происходит связывание репрессора), расположенные в начале оперона, и терминатор (сигнал к прекращению транскрипции) — в конце оперона. Промотор представляет собой короткую последовательность нескольких десятков нуклеотидов ДНК, с которой специфически связывается фермент РНК-полимераза, осуществляющая транскрипцию ДНК. В случае так называемой позитивной (положительной) регуляции для эффективной инициации (начала) транскрипции необходимо присоединение к промотору белка позитивного контроля (активатора). При негативной (отрицательной) регуляции в результате связывания оператора с репрессором РНК-полимераза не может двигаться вдоль оперона и транскрипция структурных генов не происходит. Если оператор не занят репрессором, то РНК-полимераза транскрибирует все структурные гены оперона. Репрессор, контролирующий транскрипцию оперона, кодируется геном-регулятором, который не обязательно сцеплен с опероном (один репрессор может контролировать транскрипцию нескольких оперонов). Кроме участка узнавания оператора молекула репрессора имеет участок узнавания эффектора, который либо активирует его (в тех случаях, когда репрессор синтезируется в неактивной форме), либо инактивирует (если репрессор синтезируется в активной форме).