Was ist das Tryptophan-Operon?

Ein Tryptophan-Operon, auch als trp-Operon bekannt, ist eine Region eines DNA-Moleküls, in der Gene, die für Enzyme für Tryptophan kodieren, exprimiert werden, wenn die Aminosäure niedrig ist. Tryptophan ist eine von 20 Aminosäuren, die in lebenden Zellen verwendet werden. Seine Produktion wurde in Escherichia coli (E. coli) -Bakterien gut untersucht.

In der E. coli-Zelle kodieren fünf Gene für Tryptophan. Diese sind in einer als Operon bezeichneten Struktur nebeneinander verknüpft. Das Tryptophan-Operon besteht ebenfalls aus einer Bedienungsstelle und wird von dieser gesteuert. Die DNA-Transkription wird durch Proteine ​​gesteuert. Repressorproteine ​​können sich an die Operatorstelle binden und die Transkription der Gene und die Produktion von Tryptophan verhindern.

Diese Repressionsproteine ​​sind inaktiv, wenn die Aminosäure nicht vorhanden ist, so dass sie sich nicht an die Operatorstelle binden, um die Produktion zu blockieren. Die Operatorstelle ist mit einer Promotorstelle am Tryptophanoperon verbunden, an der sich ein Molekül namens RNA-Polymerase anlagert und entlang der Gengruppe voranschreiten kann, um die Gene zu transkribieren. Dies erzeugt eine Messenger-RNA, die Tryptophan codiert. Dieser Transkriptionsprozess ist die Basis für die Produktion dieser Aminosäure.

Wenn diese Aminosäure vorhanden ist, bindet sie an das Repressorprotein, das aktiviert wird und an die Operatorstelle bindet, um jegliche Transkription entlang des Tryptophanoperons zu blockieren. Um diese Beschreibung zu vereinfachen, ändern die Aminosäuremoleküle tatsächlich die Form des Repressors, so dass er in die Helixform der DNA passen kann. So wird die molekulare Prozession blockiert. Wenn Tryptophan nicht vorhanden ist, ist der Repressor anders geformt und kann nicht in die DNA passen. Die Funktion des Repressors beim Ausschalten der Gentranskription wird als negative Kontrolle bezeichnet.

Das trp-Operon ist eines von vielen biosynthetischen Operons im Genom eines jeden Lebewesens. Tryptophan ist als Co-Repressor bekannt, da es sich an das repressive Protein anlagert, um die Transkription entlang des Tryptophan-Operons zu stoppen. Tryptophan ist im menschlichen Körper eine von 10 Aminosäuren, die an der Proteinsynthese beteiligt sind. Als Vorläufer von Serotonin, das Schlafmuster, Stimmung und Appetit reguliert, spielt es eine wichtige Rolle. Ein Mangel an dieser Aminosäure kann zu einem Serotoninmangel führen, der dann zu Symptomen wie Depressionen, Angstzuständen, Gewichtszunahme und Schlaflosigkeit führt.

Ein Überschuss an Tryptophan wird nicht als toxisch angesehen, verursacht jedoch Müdigkeit. Es ist in den meisten Lebensmitteln enthalten, die Eiweiß enthalten, insbesondere Pute, Bananen, Sojabohnen und Thunfisch. Diese Aminosäure wird durch die Aktivierung und Unterdrückung des Tryptophan-Operons reguliert und hat eine wesentliche Funktion in allen lebenden Zellen wie E. coli sowie im menschlichen Körper.