Оперон
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Оперон

Оперон , група функціонально зв'язаних між собою генів, що детермінують синтез білків-ферментів, що відносяться до послідовних етапів якого-небудь біохімічного процесу. Концепція О. як частина теорії генетичної організації і регуляції висунута в 1961 французьким ученими Ф. Жакобом і Ж. Моно на основі експериментальних робіт по синтезу індукованих ферментів у мутантів кишкової палички. Регуляторна функція О. здійснюється на стадії транскрипції, тобто при освіті інформаційною, або матричною, рібонуклеїновою кислоти (М-КОД-РНК) на відповідній ділянці дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК).

загрузка...

  На початку О. зазвичай локалізований промотор — ділянка ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота), що ініціює транскрипцію, з якою специфічно зв'язується фермент РНК(рибонуклеїнова кислота) -полімераза, що здійснює транскрипцію О. (див. мал. ). За промотором розташований оператор — ділянка ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота), з якою взаємодіє регуляторний білок — репрессор. Останню частину О. складають структурні гени, що містять інформацію про послідовність амінокислот в поліпептидних ланцюгах білків (див. Генетичний код ). Репрессори синтезуються під контролем генів-регулювальників, що необов'язково входять в даний О. Взаїмодействуя з оператором, репрессор впливає на швидкість транскрипції структурних генів. Репрессор, з одного боку, здатний «взнавати» послідовність підстав ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) оператора, з іншої — взаємодіяти з низькомолекулярними речовинами — еффекторамі, що є найчастіше субстратами або продуктами дії ферментів, визначуваних даним О. Еффектори різко міняють спорідненість репрессора до оператора; деякі його знижують, інші підвищують. Коли репрессор пов'язаний з оператором, він перешкоджає руху РНК(рибонуклеїнова кислота) -полімерази уздовж О., і синтез М-КОДУ-РНК гальмується, «вимикається». Відділення репрессора від оператора приводить до «включення» О. Т. о., оператора визначає активність О. в цілому. Описана регуляція називається негативною, або негативною. Існує і позитивна, або позитивна, регуляція, здійснювана білком-активатором, який, приєднуючись до початкової частини О. (перед промотором) активує транскрипцію О. Конец О. — послідовність нуклеотидів, з якими пов'язаний специфічний білок, — т.з. термінатор, що перериває синтез РНК(рибонуклеїнова кислота). Вважають, що в клітках вищих організмів зберігаються основні межі описаних механізмів регуляції.

  Концепція О. виявилася вельми плідною для розвитку молекулярної генетики і надалі була підтверджена багатьма дослідниками з використанням як генетичних, так і біохімічних підходів. З уявлень про О. витікає, що активність гена в клітці впорядкована і залежить як від зовнішніх умов, так і від діяльності ін. генів; вони також дозволяють зрозуміти, яким чином генетичний апарат клітки адекватно реагує на зміну зовнішніх умов.

  Літ.: Жакоб Ф., Моно Ж., Регуляція активності генів, в збірці: Регуляторні механізми клітки, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1964; Хартман Ф., Саськайнд 3., Дія гена, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1966; Георгиев Р. П., Регуляція синтезу РНК(рибонуклеїнова кислота) в клітках тварин, «Успіхи сучасної біології», 1970, т. 69, ст 3; Хесин Р. Би., Стан питання про механізми регуляції синтезу РНК(рибонуклеїнова кислота) в нижчих і вищих організмів, там же, 1972, т. 74, ст 2 (5); Hartman Ph.E., Suskind S. R., Gene action, 2 ed Englewood Cliffs (N. J.), 1969.

  Ю. С. Демін.

Схема регуляції біосинтезу білків-ферментів відповідно до концепції оперону. Еффектори можуть знижувати або збільшувати спорідненість репрессора до оператора, впливаючи тим самим на швидкість синтезу М-КОДУ-РНК і білка. П — промотор; Т — термінатор.