Hoạt động Operon

Kiểm soát ôpêron là một loại điều hòa gen cho phép các sinh vật điều chỉnh sự biểu hiện của các gen khác nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường. Cơ chế vận hành có thể là cảm ứng hoặc ức chế, âm tính hoặc dương tính cho mỗi loại trên.

Kiểm soát âm tính liên quan đến sự kiện một chất ức chế liên kết vào operator để ngăn cản phiên mã.

  • Ở các operon cảm ứng âm tính, một protein ức chế mặc định là liên kết với operator, điều này ngăn cản việc phiên mã của các gen trên operon. Khi có mặt của phân tử cảm ứng, phân tử này sẽ liên kết với chất ức chế này và thay đổi cấu hình của nó sao cho nó không thể liên kết với operator nữa. Điều này cho phép operon có thể được biểu hiện. Operon lac là một operon cảm ứng âm tính, trong đó phân tử cảm ứng là allolactose.
  • Ở các operon ức chế âm tính, việc phiên mã của operon mặc định là diễn ra. Protein ức chế được tạo ra bởi một gen điều hòa, nhưng chúng không thể liên kết với operator ở cấu hình bình thường của chúng. Tuy nhiên, một số phân tử nhất định được gọi là chất đồng ức chế sẽ gắn vào protein ức chế, làm thay đổi cấu hình và làm chúng có hoạt tính ức chế. Protein ức chế có hoạt tính sẽ liên kết với operator và ngăn cản việc phiên mã. Operon trp, tham gia vào quá trình tổng hợp tryptophan (mà chính chất này hoạt động như chất đồng ức chế), là một operon điều hòa theo cơ chế ức chế âm tính.

Các operon cũng có thể được điều hòa dương tính. Trong điều hòa dương tính, một protein hoạt hóa kích thích phiên mã bằng cách liên kết với DNA (thường là tại một vị trí khác với operator).

  • Ở các operon cảm ứng dương tính, các protein hoạt hóa thường không thể liên kết với DNA. Khi một chất cảm ứng liên kết vào protein hoạt hóa, protein sẽ thay đổi về cấu hình sao cho nó có thể liên kết vào DNA và kích hoạt phiên mã.
  • Ở các operon ức chế dương tính, các protein hoạt hóa mặc định có thể liên kết vào đoạn DNA thích hợp. Tuy nhiên, khi một chất ức chế liên kết với protein hoạt hóa này, nó sẽ không thể liên kết với DNA được nữa. Điều này dừng việc hoạt hóa và ngăn cản phiên mã của hệ thống.