Skan&

W wyniku ekspresji genu kodującego białko powstaje cząsteczka DNA, która jest kopią informacji zawartej w DNA. Kopiowanie informacji zawartej w jednym kwasie nukleinowym (DNA) na informacje zawartą w innym kwasie nukleinowym nazywamy transkrypcją (przepisywaniem). W procesie transkrypcji powstają prekursorowe cząsteczki wszystkich trzech typów RNA, tj. rRNA, tRNA, mRNA. Na podstawie informacji zawartej mRNA, w drugim etapie ekspresji genów syntetyzowane jest białko o określonej sekwencji aminokwasów. Następuje tu przetworzenia języka kwasów nukleinowych w cząsteczce mRNA na język aminokwasów w cząsteczce białka. Proces ten nazywamy translacją. Wszystkie trzy rodzaje RNA uczestniczą w procesie translacji, jednak tylko mRNA stanowi bezpośrednią matrycę do syntezy białka. Zależności od potrzeb poszczególnych komórek ekspresja informacji genetycznej może być wzmożona lub osłabiona. Jest to możliwe dzięki istnieniu mechanizmów regulacyjnych, włączanych przez sygnały regulacyjne.

W mechanizmie regulacji uczestniczą swoiste cząsteczki regulatorowe, które mogą powodować regulację dodatnią (wzmożenie ekspresji genu) lub regulację ujemną (osłabienie ekspresji genów).

Dla zobrazowania mechanizmu regulacji Jocob i Monod zaproponowali 196 lr. model operonu.

W skład operonu lac wchodzą ułożone liniowo obok siebie trzy geny strukturalne warunkujące syntezę trzech

enzymów związanych z metabolizmem laktozy. Są to:

gen Z kodujący - galaktozydazę rozczepiające laktozę na galaktozę i glukozę.

gen Y koduję permeazę - odpowiedzialną za przenikanie galaktozy do komórki.

gen A koduję acetylazę galaktozy do wą

W sąsiedztwie genów struktury znajduje się gen operator O, za nim gen promotor P, a następnie gen regulator I.

Operon laktozowy zawiera w sumie 6 genów.

Gen promotor - miejsce operonu do którego przyłącza się polimeraza RNA w celu transkrybowania trzech genów struktury na jednej nici mRNA. Do przyłączania się do polimeraza w miejscu promotorowym jest nie zbędny kompleks utworzony przez tzw. Białkowy katabolitowy aktywator genu (CAP) z cyklicznym AMP. Kompleks ten działa jako regulator dodatni.

Gen regulator wytwarza białkowy czynnik o budowie tetramerycznej zwany represorem. Przejawia on powinowactwo do genów operatora oraz do laktozy. Dociera on do genu operatora i wytwarza z nim połączenie, które uniemożliwia przesunięcie się polimerazy RNA wzdłuż nici DNA od miejsca promotora do genów struktury. Transkrypcja genów struktury zostaje zahamowana. Represor działa jako regulator ujemny. Odblokowanie operatora może nastąpić pod wpływem laktozy, które łącząc się z represorem, powoduje jego unieczynnienie. Laktoza działa w | tym układzie jako induktor.

Hipoteza operonu - mechanizm wyjaśniający działanie genów odpowiadających za metabolizm laktozy u bakterii.