Co to jest tryptofan?
Operon tryptofanu, znany również jako operon trp, jest regionem cząsteczki DNA, w którym geny kodujące enzymy tryptofanu ulegają ekspresji, gdy aminokwas jest niski. Tryptofan jest jednym z 20 aminokwasów stosowanych w żywych komórkach. Jego produkcja została dobrze zbadana w bakteriach Escherichia coli (E. coli).
W komórce E. coli pięć genów koduje tryptofan. Są one połączone razem, obok siebie, w strukturze zwanej operonem. Operon tryptofanowy również składa się z witryny operatora i jest przez nią kontrolowany. Transkrypcja DNA jest kontrolowana przez białka. Białka represorowe mogą przyłączać się do miejsca operatora, blokując transkrypcję genów i wytwarzanie tryptofanu.
Te represyjne białka są nieaktywne, gdy aminokwas nie jest obecny, więc nie łączą się z miejscem operatora, aby zablokować produkcję. Miejsce operatora jest połączone z miejscem promotora w operonie tryptofanowym, do którego przyłącza się cząsteczka zwana polimerazą RNA i może przejść wzdłuż grupy genów w celu transkrypcji genów. To generuje messenger RNA, który koduje tryptofan. Ten proces transkrypcji jest podstawą do produkcji tego aminokwasu.
Gdy ten aminokwas jest obecny, wiąże się z białkiem represorowym, które jest aktywowane i wiąże się z miejscem operatora, aby zablokować transkrypcję wzdłuż operonu tryptofanowego. Aby uprościć ten opis, cząsteczki aminokwasów faktycznie zmieniają kształt represora, dzięki czemu jest on w stanie zmieścić się w kształcie helisy DNA. W ten sposób procesor molekularny jest blokowany. Gdy tryptofan nie jest obecny, represor ma inny kształt i nie może pasować do DNA. Funkcję represora w wyłączaniu transkrypcji genów określa się jako kontrolę negatywną.
Operon trp jest jednym z wielu operonów biosyntetycznych w genomach każdej żywej istoty. Tryptofan jest znany jako ko-represor, ponieważ łączy się z represyjnym białkiem, aby zatrzymać transkrypcję wzdłuż operonu tryptofanowego. W ludzkim ciele tryptofan jest jednym z 10 aminokwasów zaangażowanych w syntezę białek. Prekursor serotoniny, która reguluje wzorce snu, nastrój i apetyt, odgrywa ważną rolę. Niedobory tego aminokwasu mogą powodować niedobory serotoniny, co następnie powoduje objawy, takie jak depresja, lęk, przyrost masy ciała i bezsenność.
Nadmiar tryptofanu nie jest uważany za toksyczny, ale powoduje zmęczenie. Jest w większości pokarmów zawierających białko, zwłaszcza indyka, banany, soję i tuńczyka. Aminokwas ten, regulowany przez aktywację i represję operonu tryptofanowego, pełni istotną funkcję we wszystkich żywych komórkach, takich jak E. coli, a także w ludzkim ciele.