Что такое триптофановый оперон?

Оперон триптофана, также известный как оперон trp, представляет собой область молекулы ДНК, в которой гены, которые кодируют ферменты для триптофана, экспрессируются при низком уровне аминокислот. Триптофан является одной из 20 аминокислот, используемых внутри живых клеток. Его продукция хорошо изучена у бактерий Escherichia coli (E.coli).

В клетке E. coli пять генов кодируют триптофан. Они связаны, бок о бок, в структуре, называемой опероном. Оперон триптофана также состоит и контролируется оператором сайта. Транскрипция ДНК контролируется белками. Репрессорные белки могут прикрепляться к сайту оператора, блокируя транскрипцию генов и образование триптофана.

Эти репрессирующие белки неактивны, когда аминокислота отсутствует, поэтому они не прикрепляются к сайту оператора для блокирования производства. Сайт оператора связан с промоторным сайтом на опероне триптофана, где присоединяется молекула, называемая РНК-полимеразой, и может проходить вдоль группы генов для транскрипции генов. Это генерирует РНК посланника, которая кодирует триптофан. Этот процесс транскрипции является основой для производства этой аминокислоты.

Когда эта аминокислота присутствует, она связывается с белком-репрессором, который активируется и связывается с сайтом оператора, чтобы блокировать любую транскрипцию вдоль оперона триптофана. Чтобы упростить это описание, молекулы аминокислот фактически изменяют форму репрессора, чтобы он мог вписаться в форму спирали ДНК. Так блокируется молекулярная процессия. Когда триптофана нет, репрессор имеет другую форму и не может вписаться в ДНК. Функция репрессора в выключении транскрипции гена упоминается как отрицательный контроль.

Оперон trp является одним из многих биосинтетических оперонов в геномах каждого живого существа. Триптофан известен как ко-репрессор, потому что он присоединяется к репрессирующему белку, чтобы остановить транскрипцию вдоль оперона триптофана. В организме человека триптофан является одной из 10 аминокислот, участвующих в синтезе белка. Предшественник серотонина, который регулирует режим сна, настроение и аппетит, играет важную роль. Недостаток этой аминокислоты может привести к дефициту серотонина, который затем приводит к таким симптомам, как депрессия, беспокойство, увеличение веса и бессонница.

Избыток триптофана не считается токсичным, но вызывает усталость. Именно в большинстве пищевых продуктов есть белок, особенно в индейке, бананах, соевых бобах и тунце. Регулируемая активацией и репрессией оперона триптофана, эта аминокислота выполняет важную функцию во всех живых клетках, таких как кишечная палочка, а также в организме человека.