Penemuan, model, klasifikasi, contoh

A Operon Ini terdiri dari sekelompok gen yang dipesan secara berurutan yang diatur satu sama lain, yang menyandikan protein yang secara fungsional terkait dan yang ditemukan di seluruh genom bakteri dan genom "leluhur".

Mekanisme regulasi ini dijelaskan oleh f. Jacob dan J. Monod pada tahun 1961, sebuah fakta yang memberi mereka Hadiah Nobel untuk Fisiologi dan Kedokteran pada tahun 1965. Para peneliti ini mengusulkan dan menunjukkan fungsi operat melalui gen yang mereka kodekan untuk enzim yang dibutuhkan oleh Escherichia coli Untuk penggunaan laktosa.

Skema grafis untai DNA dengan gen yang terdiri dari operon laktosa (promotor, operator, lacz, lacy, lacquer dan terminator) (sumber: llull ~ commonswiki melalui wikimedia commons)

Operat bertanggung jawab untuk mengoordinasikan sintesis protein sesuai dengan kebutuhan masing -masing sel, yaitu, mereka hanya mengekspresikan diri untuk menghasilkan protein pada saat itu dan tempat yang tepat di mana mereka diperlukan.

Gen yang terkandung dalam operat umumnya. Ini bisa menjadi sintesis asam amino, energi dalam bentuk ATP, karbohidrat, dll.

Operat juga sering ditemukan pada organisme eukariotik, namun, berbeda dengan organisme prokariotik, pada eukariota wilayah operator tidak ditranskripsi sebagai molekul tunggal RNA messenger RNA.

[TOC]

Penemuan

Kemajuan penting pertama dalam hal operasi oleh François Jacob dan Jacques Monod adalah untuk memfokuskan masalah "adaptasi enzimatik", yang terdiri dari penampilan enzim spesifik hanya ketika sel berada di hadapan substrat.

Respon sel seperti itu terhadap substrat telah diamati pada bakteri selama bertahun -tahun yang lalu. Namun, para peneliti bertanya -tanya bagaimana sel menentukan dengan tepat enzim apa yang harus disintesis untuk memetabolisme substrat tersebut.

Jacob dan Monod mengamati bahwa sel bakteri, dengan adanya karbohidrat tipe galaktosa, menghasilkan 100 kali lebih banyak β-galactosidase daripada dalam kondisi normal. Enzim inilah yang bertanggung jawab untuk menguraikan β-galaktosida sehingga sel memanfaatkannya secara metabolis.

Itu dapat melayani Anda: generasi berbakti: definisi dan penjelasan

Dengan demikian, kedua peneliti menyebut galaktosida karbohidrat sebagai "induktor", karena mereka bertanggung jawab untuk menginduksi peningkatan sintesis β-galactosidase.

Demikian juga, Jacob dan Monod menemukan daerah genetik dengan tiga gen yang dikendalikan dengan cara yang terkoordinasi: gen Z, pengkodean untuk enzim β-galactosidase; gen dan, pengkodean untuk enzim laktosa permeasa (transportasi galaktosida); dan gen A, yang mengkodekan enzim transacethylase, yang juga penting untuk asimilasi galaktosida.

Melalui analisis genetik selanjutnya, Jacob dan Monod mengklarifikasi semua aspek kontrol genetik dari operon laktosa, menyimpulkan bahwa segmen gen Z, dan untuk membentuk satu unit genetik tunggal dengan ekspresi terkoordinasi, yang merupakan apa yang mereka definisikan sebagai "opeón".

Model Operon

Model operasi dijelaskan secara tepat untuk pertama kalinya pada tahun 1965 oleh Jacob dan Monod untuk menjelaskan regulasi gen yang ditranskripsi dan ditranskripsi untuk enzim yang diperlukan dalam Escherichia coli Untuk memetabolisme laktosa sebagai sumber energi.

Para peneliti ini mengusulkan bahwa transkrip gen atau serangkaian gen yang secara berurutan diatur oleh dua elemen: 1) gen pengatur atau gen penekan 2) dan operator atau operator gen operasi.

Gen operasi selalu di sebelah gen struktural yang ekspresinya bertanggung jawab untuk mengatur, sedangkan gen penekan mengkodekan protein yang disebut "penekan" yang berikatan dengan operator dan mencegah transkripsinya.

Transkripsi ditekan ketika penekan terkait dengan gen operator. Dengan cara ini ekspresi genetik gen yang mengkodifikasi enzim yang diperlukan untuk mengasimilasi laktosa tidak diekspresikan dan, oleh karena itu, tidak dapat memetabolisme disakarida tersebut.

Dapat melayani Anda: Postmendelian Heritage: Teori Utama Skema operasi operasi laktosa melalui elemen kontrol yang berbeda. Ini adalah operator "model" yang digunakan oleh guru biologi untuk mengajarkan fungsi gen -gen ini (Sumber: Teresik. G3Pro Image Turunkan Pekerjaan. Terjemahan Spanyol Alejandro Porto. [Cc by (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)] via Wikimedia Commons)

Saat ini diketahui bahwa pengikatan penekan ke operator menghindari, dengan mekanisme sterik, bahwa RNA polimerase bergabung dengan situs promotor untuk mulai menuliskan gen.

Situs promotor adalah "situs" yang mengenali RNA polimerase untuk bergabung dan menuliskan gen. Tidak dapat bergabung tidak dapat menyalin gen urutan salah satu.

Gen operasi adalah antara daerah genetik dari urutan yang dikenal sebagai gen promotor dan struktural. Namun, Jacob dan Monod tidak mengidentifikasi wilayah ini pada waktu mereka.

Saat ini diketahui bahwa urutan lengkap yang mencakup gen atau gen struktural, operator dan promotor, pada dasarnya adalah apa yang merupakan "opeone".

Klasifikasi Operon

Operat diklasifikasikan hanya ke dalam tiga kategori berbeda yang bergantung pada cara mereka mengatur, yaitu, beberapa diekspresikan secara terus menerus (konstitutif), yang lain memerlukan beberapa molekul atau faktor spesifik untuk diaktifkan (diinduksi) dan yang lain secara terus -menerus diekspresikan sampai induktornya diekspresikan (dapat ditekan).

Tiga jenis operonnya adalah:

Opeon yang diinduksi

Opeon jenis ini diatur oleh molekul di lingkungan seperti asam amino, gula, metabolit, dll. Molekul -molekul ini dikenal sebagai induktor. Jika molekul yang bertindak sebagai induktor, gen operon tidak secara aktif ditranskripsi.

Dalam operat yang diinduksi, penekan bebas berikatan dengan operator dan menghindari transkripsi gen yang ditemukan di Opeon. Ketika induktor bergabung dengan penekan, kompleks terbentuk yang tidak dapat bergabung dengan penekan dan oleh karena itu gen operon diterjemahkan.

Itu dapat melayani Anda: pasokan haploin

Opeon yang dapat ditekan

Operon ini bergantung pada molekul spesifik: asam amino, gula, kofaktor atau faktor transkripsi, antara lain. Ini dikenal sebagai yang dikoreksi dan bertindak sepenuhnya berlawanan dengan induktor.

Hanya ketika yang dikoreksi bergabung dengan penekan, transkripsi berhenti dan dengan demikian transkripsi gen yang terkandung di dalam dalam opeone tidak terjadi. Kemudian transkripsi opeone yang dapat ditekan hanya berhenti dengan keberadaan yang dikoreksi.

Opeon Konstitutif

Jenis operat ini tidak diatur. Mereka terus -menerus ditranskripsi secara aktif dan, dalam hal beberapa mutasi yang mempengaruhi urutan gen -gen ini, umur sel -sel yang mengandungnya dapat terpengaruh dan, biasanya, memicu kematian sel yang diprogram.

Contoh

Contoh pertama dan paling dikenal dari fungsi suatu operon adalah operator Lac (laktosa). Sistem ini bertanggung jawab untuk mengubah laktosa, disakarida, pada glukosa dan monosakarida galaktosa. Dalam proses ini tiga enzim Act:

- Β-galactosidase, bertanggung jawab untuk mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

- Permaskan laktosa, yang bertugas mengangkut laktosa dari media ekstraseluler ke dalam sel dan

- Transceilase, yang termasuk dalam sistem, tetapi memiliki fungsi yang tidak diketahui

Operon Trp (tryptophan) dari Escherichia coli Mengontrol sintesis tryptophan, memiliki prekursor asam corismic. Di dalam opeOne ini ada gen untuk lima protein yang digunakan untuk produksi tiga enzim:

- Enzim pertama, dikodekan oleh gen E dan D, mengkatalisasi dua reaksi pertama dari jalur triptofan dan dikenal sebagai sintesase antranilat

- Enzim kedua adalah gliserolfosfat dan katalisa

- Enzim ketiga dan terakhir adalah triptofan sintetase, yang bertugas memproduksi triptofan dari indol-gliserol fosfat dan serin (enzim ini adalah produk gen B dan A)

Referensi

1. Blumenthal, t. (2004). Dibuka dalam eukariota. Briefing dalam genomik fungsional, 3(3), 199-211.
2. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snustad, hlm. D., & Santana Calderón, TO. (2000). Prinsip Genetika. Prinsip Genetika.
3. Osbourn, a. DAN., & Field, b. (2009). Terbuka. Ilmu Kehidupan Seluler dan Molekuler, 66 (23), 3755-3775.
4. Shapiro, J., MACHATTIE, L., Eron, l., Ihler, g., Ippen, k., & Beckwith, J. (1969). Isolasi DNA lac opeon murni. Alam, 224 (5221), 768-774.
5. Suzuki, d. T., & Griffiths, a. J. (1976). Pengantar analisis genetik. WH FREEMAN DAN PERUSAHAAN.