10.6: Operonlar
Prokaryotlar, düzenleyici öğelerden ve kümelenmiş, işlevsel olarak ilişkili protein kodlayan genlerden oluşan operonlar ve DNA dizileri aracılığıyla gen ekspresyonunu kontrol edebilir. Operonlar, bir gen kümesinin (yani bir grup yapısal genin) tek bir mRNA molekülüne transkripsiyonunu başlatmak için tek bir promoter sekansı kullanır. Terminatör dizisi transkripsiyonu sona erdirir. Destekleyici ve yapısal genler arasında yer alan bir operatör dizisi, bir baskılayıcı protein ile bağlanırsa operonun transkripsiyonel aktivitesini engeller. Tamamen destekleyici, operatör, yapısal genler ve sonlandırıcı bir operonun özünü oluşturur.
İşlemler genellikle uyarılabilir veya bastırılabilirdir. Bakteriyel lac operon gibi uyarılabilir operonlar normalde "kapalıdır",ancak “ açılacak ” indükleyici adı verilen küçük bir molekülün varlığında (örneğin, allolaktoz). Glikoz olmadığında, ancak laktoz mevcut olduğunda, allolaktoz lac operon baskılayıcıyı bağlar ve inaktive ederek operonun laktoz metabolizmasından sorumlu enzimleri üretmesine izin verir.
Bakteriyel trp operonu gibi bastırılabilir operonlar, genellikle ancak “ kapatılacak ” bir corepressor adı verilen küçük bir molekülün varlığında (örneğin, triptofan). Triptofan, temel bir amino asit bol olduğunda, triptofan trp baskılayıcıyı bağlar ve etkinleştirir; operonun sentezi için gerekli enzimleri yapmasını engeller.
İşlemler ayrıca yapıcı (yani sürekli) olarak aktif olabilir. Örneğin, bakteriyel ribozomal RNA (rRNA) operonları her zaman "açık" tır. çünkü çeviri için rRNA'lar sürekli olarak gereklidir.
Diğer düzenleyici unsurlar da bir operonun koordineli gen ifadesine katkıda bulunur. Düzenleyici genler, transkripsiyonel aktivatör veya baskılayıcı proteinleri kodlar. Örneğin lacI ve trpR genleri, ilgili operonun baskılayıcılarını kodlar. Lac operonun katabolit aktivatör proteini (CAP) bağlanma sahası gibi ek düzenleyici sekanslar, diğer aktivatörler veya baskılayıcılar için bağlanma yerleri sağlar. Örneğin, glikoz düşük olduğunda, bir sinyal molekülü (yani döngüsel AMP) CAP'yi etkinleştirerek CAP alanına bağlanmasına, RNA polimerazı almasına ve lac operon transkripsiyonunu başlatmasına izin verir.