Wat is de tryptofaanoperon?
Een tryptofaan-operon, ook bekend als een trp-operon, is een regio van een DNA-molecuul waarin genen die coderen voor enzymen voor tryptofaan tot expressie worden gebracht wanneer het aminozuur laag is. Tryptofaan is een van de 20 aminozuren die in levende cellen worden gebruikt. De productie ervan is goed bestudeerd in Escherichia coli (E. coli) -bacteriën.
In de E. coli-cel coderen vijf genen voor tryptofaan. Deze zijn aan elkaar gekoppeld, in een structuur die een operon wordt genoemd. Het tryptofaan operon bestaat ook uit en wordt bestuurd door een operatorplaats. DNA-transcriptie wordt gecontroleerd door eiwitten. Repressoreiwitten kunnen zich hechten aan de operatorplaats, waardoor de transcriptie van genen en de productie van tryptofaan wordt geblokkeerd.
Deze onderdrukkende eiwitten zijn inactief wanneer het aminozuur niet aanwezig is, zodat ze zich niet hechten aan de operatorplaats om de productie te blokkeren. De operatorplaats is gekoppeld aan een promotorplaats op het tryptofaan-operon, waar een molecuul genaamd RNA-polymerase zich hecht en langs de gengroep kan gaan om de genen te transcriberen. Dit genereert messenger-RNA dat codeert voor tryptofaan. Dit transcriptieproces is de basis voor de productie van dit aminozuur.
Wanneer dit aminozuur aanwezig is, bindt het aan het repressoreiwit, dat wordt geactiveerd en bindt aan de operatorplaats om elke transcriptie langs het tryptofaan operon te blokkeren. Om deze beschrijving te vereenvoudigen, veranderen de aminozuurmoleculen feitelijk de vorm van de repressor zodat deze in de helixvorm van het DNA past. Dit is hoe de moleculaire processie wordt geblokkeerd. Wanneer tryptofaan niet aanwezig is, heeft de repressor een andere vorm en kan deze niet in het DNA passen. De functie van de repressor bij het uitschakelen van gentranscriptie wordt negatieve controle genoemd.
Het trp-operon is een van de vele biosynthetische operons in de genomen van elk levend wezen. Tryptofaan staat bekend als een co-repressor, omdat het zich hecht aan het repressieve eiwit om de transcriptie langs het tryptofaan-operon te stoppen. In het menselijk lichaam is tryptofaan een van de 10 aminozuren die betrokken zijn bij de eiwitsynthese. Een voorloper van serotonine, dat slaappatronen, humeur en eetlust reguleert, speelt een belangrijke rol. Tekorten in dit aminozuur kunnen leiden tot serotonine-deficiënties, wat vervolgens resulteert in symptomen zoals depressie, angst, gewichtstoename en slapeloosheid.
Een teveel aan tryptofaan wordt niet als giftig beschouwd, maar het veroorzaakt vermoeidheid. Het zit in de meeste voedingsmiddelen met eiwitten, vooral kalkoen, bananen, sojabonen en tonijn. Gereguleerd door de activering en repressie van het tryptofaan-operon, heeft dit aminozuur een essentiële functie in alle levende cellen, zoals E. coli, evenals in het menselijk lichaam.