STRUKE:

operon

ilustracija
OPERON, laktozni, i – regulatorni gen, P – promotor, Pol – RNA-polimeraza, o – operator, z, y, a – strukturni gen, mRNA – glasnička RNA

operon (engleski, od latinskog operari: raditi, djelovati), jedinica organizacije genâ koji usklađeno djeluju u nekom kataboličkom ili biosintetskome procesu. Model takve organizacije postavili su 1961. F. Jacob i J. Monod, koji su na temelju biokemijskih i genetičkih istraživanja metabolizma šećera laktoze u bakteriji Escherichia coli objasnili laktozni operon (lac operon). Operon se sastoji od cjelovitoga niza strukturnih gena (koji određuju strukturu skupine enzima) i njihovih kontrolnih elemenata na jednom odsječku DNA. Takva prostorna organizacija omogućuje indukciju (poticanje) sinteze kataboličkih enzima onda kada je njihova funkcija organizmu potrebna, kao i represiju (obustavljanje) sinteze biosintetskih enzima onda kada je njihova funkcija organizmu nepotrebna (npr. onda kada produkta nekoga biosintetskog puta ima u obilju). Regulacija sinteze enzima zbiva se na razini → transkripcije genetičke informacije, tj. s pomoću kontrole biosinteze mRNA, koja je cjeloviti prijepis svih strukturnih gena u operonu (policistronska RNA) (→ cistron). Kontrolni su elementi operona promotor i operator. Promotor je slijed DNA na koji se veže enzim RNA-polimeraza kako bi započela transkripciju. Iza promotora, a neposredno ispred niza strukturnih gena, smješten je operator. To je regulacijski slijed DNA koji uvodi ili priječi transkripciju genetičke informacije sa strukturnih gena, ovisno o tome je li na njega vezana regulacijska molekula, represor. Represor je alosterička bjelančevina (→ alosterija), koja se velikim afinitetom vezuje na operator i sprječava transkripciju time što onemogućuje vezanje RNA-polimeraze na promotor. Produkt je regulatornoga gena, koji se može nalaziti u blizini operona, a može biti smješten i na nekom drugom dijelu DNA. Katabolički se operon aktivira induktorom (kod lac operona to je laktoza), koji se vrlo čvrsto veže na represor mijenjajući njegovu prostornu građu, pa se on razdvaja (disocira) od operatora. Time je RNA-polimerazi omogućena sinteza mRNA, nakon čega slijedi biosinteza enzima potrebnih za kataboličke reakcije (kod lac operona to su enzimi djelatni u metabolizmu laktoze). Kod operona koji kontroliraju biosintetske procese situacija je obratna. Njihovi represori vežu se na operatore kada je na njih vezan korepresor, koji je najčešće konačni produkt nekoga biosintetskoga puta (npr. neka aminokiselina). Tada se prestaju proizvoditi enzimi koji sudjeluju u tom biosintetskom putu. Kada konačnoga produkta nestane, represor ostaje bez korepresora pa se ne vezuje za operator. Strukturni se geni počinju prepisivati u odgovarajuću mRNA, pokreće se sinteza potrebnih enzima, a time i sve reakcije biosintetskoga puta.

operon. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 23.9.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=45242>.