Hva er Tryptophan Operon?

Et tryptofanoperon, også kjent som et trp-operon, er et område av et DNA-molekyl der gener som koder for enzymer for tryptofan, kommer til uttrykk når aminosyren er lav. Tryptophan er en av 20 aminosyrer som brukes inne i levende celler. Produksjonen har blitt studert godt innen Escherichia coli (E. coli) bakterier.

I E. coli-cellen koder fem gener for tryptofan. Disse er koblet sammen, side om side, i en struktur som kalles en operon. Tryptofan-operonet består også av og kontrolleres av et operatørsted. DNA-transkripsjon kontrolleres av proteiner. Repressorproteiner kan feste seg til operatørstedet og hindre genene fra å bli transkribert og tryptofan fra å bli produsert.

Disse undertrykkende proteinene er inaktive når aminosyren ikke er til stede, slik at de ikke festes til operatørstedet for å blokkere produksjonen. Operatørstedet er koblet til et promotersted på tryptofanoperonet, der et molekyl kalt RNA-polymerase fester seg og kan fortsette langs gengruppen for å transkribere genene. Dette genererer messenger RNA som koder for tryptofan. Denne transkripsjonsprosessen er grunnlaget for produksjon av denne aminosyren.

Når denne aminosyren er til stede, binder den seg til repressorproteinet, som aktiveres og bindes til operatørstedet for å blokkere enhver transkripsjon langs tryptofanoperonet. For å forenkle denne beskrivelsen, endrer aminosyremolekylene faktisk formen på repressoren slik at den er i stand til å passe inni DNA-spiralen. Slik blokkeres molekylprosessjonen. Når tryptofan ikke er til stede, er repressoren formet annerledes og kan ikke passe inn i DNAet. Repressorens funksjon i å slå av gentranskripsjon blir referert til som negativ kontroll.

Trp-operonet er en av mange biosyntetiske operoner i genomene til enhver levende ting. Tryptophan er kjent som en co-repressor, fordi den fester seg til det undertrykkende proteinet for å stoppe transkripsjon langs tryptophan operon. I menneskekroppen er tryptofan en av 10 aminosyrer som er involvert i proteinsyntese. En forløper for serotonin, som regulerer søvnmønster, humør og appetitt, det har en viktig rolle. Mangler i denne aminosyren kan føre til serotoninmangel, som deretter resulterer i symptomer som depresjon, angst, vektøkning og søvnløshet.

Et overskudd av tryptofan regnes ikke som giftig, men det gir tretthet. Det er i de fleste matvarer som har protein, spesielt kalkun, bananer, soyabønner og tunfisk. Regulert av aktivering og undertrykkelse av tryptofanoperon, har denne aminosyren en essensiell funksjon i alle levende celler, så som E. coli, så vel som i menneskekroppen.