Lac Operon (İndüklenebilir Operon) ve Bastırılabilir Operon

Genler, operatör olarak adlandırılan tek bir anahtar tarafından birim olarak düzenlenir. Promotör geni, mRNA'nın transkripsiyonunun başladığı ve RNA polimeraz enziminin kuşlar olduğu bölgeyi işaretler. Tüm birim operon denir.

Yapısal genin etkisi, regülatör gen olarak adlandırılan “i” geninin etkisiyle üretilen bir baskılayıcı protein yardımı ile operatör bölgesi tarafından düzenlenir. Genler ifade edilir veya ifade edilmez, operatif anahtarın açık veya kapalı olmasına bağlıdır.

Operatör açıldığında, üç gen RNA polimerazı ile üç genin tümünü kapsayan tek bir mRNA uzantısına kopyalanır. Her gen segmenti cistron olarak adlandırılır ve tüm cistronları kapsayan uzun mRNA, polikistronik olarak bilinir. Laktoz ortamdan çıkarılırsa, parçalanması için gereken enzimler üretilmez.

Baskılayıcı madde, faaliyetini iki şekilde bastırmak için operatör geni ile birleşebilir:

(I) Lac Operon (İndüklenebilir Operon):

Bu durumda, operon genellikle kapalıdır, sonuç olarak transkripsiyon yoktur ve dolayısıyla protein oluşumu (enzimler) yoktur (Şekil 6.63). Bununla birlikte, bakteriye dışarıdan bir metabolit sağlanmışsa açılabilir.

Üç yapısal genden oluşur: Lac Z, Lac Y ve Lac A, Eklenen metabolit, operatöre bağlı aktif baskılayıcı ile temas eder, baskılayıcı yapısında değişime neden olur ve baskılayıcı, operatörden çıkarılır.

Operon kopyalanır ve enzimler üretilir. İşlem metabolit (indükleyici) tüketilene kadar devam eder. Endükleyici (metabolit) bastırıcı tüketiminin tekrar tersiyer şeklini aldıktan sonra, onu operatöre bağlar ve operonu kapatır (Şekil 6.64).

Lac operonunda, laktoz, eklendiğinde, enzim etkisiyle hücrelere girdiğinde, birkaç hücre genellikle hücrede bulunan moleküllere izin verir. Laktoz, yapısında değişmeye neden olan aktif baskılayıcıya kendini bağlar. Sonuç olarak, baskılayıcı şimdi operatöre kendisini bağlayamıyor.

Şimdi RNA polimerazı, promotör bölgesine P bağlayarak operonun transkripsiyon işlemini başlatır. Üç enzimin tümü viz oluşturulur. (β galaktosidaz, permeaz ve işlem toleransı. Son olarak, tüm laktoz molekülleri kullanılır. Artık aktif olmayan bir baskılayıcı aktif hale gelir, operatöre kendini bağlar ve son olarak operonu kapatır.

(II) Bastırılabilir Operon (Triptofan Operon ve Arginin Operonu):

Bu sistemde, operon genellikle açıktır, böylece transkripsiyon, enzimleri sentezlemek için normal olarak gerçekleşir. Ancak, metabolit gerektirmediği için operon kapatılabilir (Şekil 6.66 B).

Triptofan operonunda, triptofan (bir amino asit) oluşumu, art arda beş enzimin etkisine ihtiyaç duyar. Triptofan oluşumu açıktır, çünkü regülatör geni R, kendisini operatör bölgesine bağlamayan aporepresör adı verilen aktif olmayan bir baskılayıcı oluşturur.

Operatör bölgesi baskılayıcı içermediğinden, operon sistemi açık kalır ve triptofan oluşumu için gereken beş enzimin tümü sentezlenir (Şekil 6.66 A).

Triptofan biriktiğinde veya eklendiğinde, birkaç triptofan molekülü eş-baskılayıcı olarak hareket eder ve aktif olmayan ve kendisini işleyene bağlayan ve böylece operonu kapatarak aktif olmayan bir baskılayıcıya (baskılayıcı-corepressor kompleksi) bağlanır.