Lac operonas (indukcinis operonas) ir represuojantis operonas

Genus kaip vienetą reguliuoja vienas jungiklis, vadinamas operatoriumi. Promotoriaus genas žymi vietą, kurioje prasideda mRNR transkripcija ir kur RNR polimerazės fermentiniai paukščiai. Visas vienetas vadinamas operonu.

Struktūrinio geno veikimą reguliuoja operatoriaus vieta, naudojant represoriaus baltymą, gautą veikiant genui „i“, vadinamam reguliatoriaus genu. Genai yra išreikšti arba ne išreiškiami priklauso nuo to, ar operacinis jungiklis yra įjungtas, ar išjungtas.

Įjungus operatorių, trys genai RNR polimeraze perrašomi į vieną mRNR, apimančią visus tris genus. Kiekvienas geno segmentas vadinamas cistronu, o ilgas mRNR, apimantis visas cistronus, yra žinomas kaip policistinis. Jei iš terpės pašalinama laktozė, degradacijai reikalingi fermentai nėra gaminami.

Represoriaus medžiaga gali sujungti su operatoriaus genu, kad nuslopintų savo veiksmus dviem būdais:

(I) Lac operon (indukcinis operonas):

Šiuo atveju operonas paprastai yra išjungtas, todėl nėra transkripcijos ir todėl nėra baltymų (fermentų) susidarymo (6.63 pav.). Tačiau jis gali būti įjungtas, jei į išorę bakterijai tiekiamas metabolitas.

Jis susideda iš trijų struktūrinių genų: Lac Z, Lac Y ir Lac A, pridedamas metabolitas liečiasi su aktyviu repressoriumi, susietu su operatoriumi, sukelia represoriaus struktūros pokyčius ir represorius pašalinamas iš operatoriaus.

Operonas tampa transkribuotas ir gaminami fermentai. Procesas tęsiasi, kol suvartojamas metabolitas (induktorius). Po to, kai induktoriaus (metabolito) repressoras vėl suvartoja tretinę formą, jis susieja jį su operatoriumi ir išjungia operoną (6.64 pav.).

Lac operone laktozė, įdėjus, įeina į ląsteles fermento permeazės poveikiu, kurio ląstelėje yra nedaug molekulių. Laktozė jungiasi prie aktyvaus represoriaus, dėl kurio pasikeičia jo struktūra. Kaip rezultatas, repressorius dabar nesugeba susieti su operatoriumi.

Dabar RNR polimerazė pradeda operono transkripcijos procesą, prisijungdama prie promotoriaus vietos P. Visi trys fermentai yra suformuoti. (β galaktosidazė, permeazė ir transacetilazė. Galiausiai panaudojamos visos laktozės molekulės. Dabar neaktyvus repressoras aktyvuojasi, prijungiamas prie operatoriaus ir galiausiai išjungia operoną.

(II) Represuojantis operonas (triptofano operonas ir arginino operonas):

Šioje sistemoje operonas paprastai yra įjungtas taip, kad transkripcija paprastai vyktų fermentų sintezei. Tačiau operonas gali būti išjungtas dėl metabolito reikalavimų (6.66 pav. B).

Tryptofano operone triptofano (aminorūgšties) susidarymui reikia penkių fermentų veikimo. Tryptofano susidarymas vyksta, nes reguliatoriaus genas R sudaro neaktyvų repressorių, vadinamą aporepresoriumi, kuris neprisijungia prie operatoriaus vietos.

Kadangi operatoriaus vieta yra be repressoriaus, operono sistema išlieka ir visi penki fermentai, reikalingi triptofano formavimui, yra sintezuojami (6.66 pav. A).

Kai triptofanas kaupiasi arba pridedamas, kelios triptofano molekulės veikia kaip represorius ir jungiasi prie neaktyvaus represoriaus (represoriaus-korepresoriaus komplekso), kuris tampa aktyvus ir prijungiamas prie operatoriaus, taip išjungiant operoną.