Vad är en operon?

En operon är en grupp gener som läses tillsammans som en enda enhet. Operoner är vanligtvis under kontroll av en enda genregion som styr läsning, kallad en promotor. Beroende på organismen samlas ett eller flera proteiner i promotorn för att stimulera läsningen av generna. Generna läsas eller transkriberas ofta som ett enda långt transkript, men detta är inte alltid fallet. Endast enkla organismer, som bakterier, innehåller operoner, och dessa gener är var och en av de långa DNA-sträckorna som är specialiserade på en viss uppgift.

Kontroll av en operon regleras tätt i bakterier. Precis som det finns proteiner som aktiverar operoner, finns det proteiner som kan stänga av operon. När de slås på sägs operonerna induceras, och när de är avstängda sägs de vara förtryckta. I allmänhet aktiverar interaktion med proteiner dem, och dissociation från proteinerna stänger av dem, men det omvända kan också vara sant, beroende på operonerna.

Proteiner som slår på en operon kallas aktivatorer, medan de som stänger av operoner kallas hämmare. Vid varje given tidpunkt är både aktivatorer och hämmare tillgängliga i cellen. De flesta aktivatorer och hämmare fungerar genom att stimulera eller blockera promotorn. Vissa operoner har mer komplex kontroll än detta och förlitar sig också på aktivatorer eller hämmare som interagerar med DNA långt borta från dem. Dessa avlägsna molekyler kallas ofta effektorer eller allosteriska molekyler.

Kombinationen av enkel struktur och tät kontroll har orsakat operoner att vara utbredd bland bakterier. En operon är ett effektivt evolutionärt motiv som fungerar i olika miljöer. Medan operons omedelbara miljö ibland kan påverka deras produktivitet, speciellt om temperatur eller pH i en cell inte är på en optimal nivå, förblir den allmänna strukturen för dem alltid densamma. Gener i operonerna kopplas aldrig från varandra, och oavsett stress på en cell, transkriberas de alltid tillsammans och i sin helhet.

En mängd olika operoner kännetecknas väl av många arter av bakterier, och de har olika funktioner bland de olika organismerna. Det finns operoner som hanterar produktion av aminosyror, som är byggstenarna i proteiner, och operoner som hanterar metabolismen av socker. De är extremt mångsidiga genetiska element, vilket gör att gener som gör betydligt olika saker kan samarbeta tillsammans.