オペロンとは？

オペロンは、単一のユニットとして一緒に読み取られる遺伝子のグループです。 オペロンは通常、プロモーターと呼ばれる、読み取りを指示する単一の遺伝子領域の制御下にあります。 生物によっては、1つまたは複数のタンパク質がプロモーターで集合して、遺伝子の読み取りを刺激します。 遺伝子はしばしば単一の長い転写物として読み取られるか、または転写されますが、これは常にそうではありません。 バクテリアのような単純な生物だけがオペロンを含み、それらの遺伝子はそれぞれ特定のタスクに特化した単​​一の長いDNAのストレッチです。

オペロンの制御は、細菌では厳しく規制されています。 オペロンをオンにするタンパク質があるように、オペロンをオフにすることができるタンパク質があります。 オンにすると、オペロンは誘導されると言われ、オフにすると、抑制されると言われます。 一般に、タンパク質との相互作用によりタンパク質がオンになり、タンパク質からの解離によりオフになりますが、オペロンによっては逆の場合もあります。

オペロンをオンにするタンパク質はアクチベーターと呼ばれ、オペロンをオフにするタンパク質はインヒビターと呼ばれます。 常に、アクチベーターとインヒビターの両方がセルで利用可能です。 ほとんどのアクティベーターとインヒビタは、プロモーターを刺激またはブロックすることで機能します。 一部のオペロンは、これよりも複雑な制御下にあり、遠く離れたDNAと相互作用する活性化剤または阻害剤にも依存しています。 これらの遠い分子はしばしばエフェクターまたはアロステリック分子と呼ばれます。

単純な構造と厳密な制御の組み合わせにより、オペロンが細菌の間で広まっています。 オペロンは、さまざまな環境で機能する効率的な進化モチーフです。 特にセル内の温度またはpHが最適なレベルにない場合、オペロンの直接の環境が生産性に影響することがありますが、オペロンの一般的な構造は常に同じままです。 オペロン内の遺伝子は互いに切り離されることはなく、細胞へのストレスに関係なく、常に一緒に転写されます。

さまざまな種類のオペロンは、多くの種類の細菌でよく特徴付けられており、異なる生物間でさまざまな機能を持っています。 タンパク質の構成要素であるアミノ酸の生産を処理するオペロンと、糖の代謝を処理するオペロンがあります。 それらは非常に用途の広い遺伝的要素であり、大きく異なることを行う遺伝子が協調して機能することを可能にします。