Viene definito operone l’insieme di geni regolati in modo coordinato. L’organizzazione dei geni in operoni è un elemento di fondamentale importanza per la regolazione genica dei procarioti: gli operoni contengono, oltre ai geni che devono essere trascritti, sequenze siti di controllo, che attraverso diversi meccanismi regolano l’espressione dei geni dell’intero operone.
Struttura dell’operone:
Un operone contiene sempre i seguenti elementi:
uno o più geni strutturali
che codificano per determinati enzimi o proteine necessari alla cellula.
un promotore
situato a monte dei geni, ovvero una sequenza di DNA che, legandosi all’RNA polimerasi, permette l’inizio della trascrizione.
un operatore
in genere un frammento di DNA, che può essere situato a monte o a valle dal promotore, che regola l’espressione dei geni strutturali.
Cosa concerne la concentrazione alta o bassa di triptofano
Un primo meccanismo di attenuazione della trascrizione è dovuto ad un repressore proteico; quando la concentrazione di triptofano è alta il repressore (apoproteina), unito al triptofano, è legato all’operatore e impedisce il legame della RNA polimerasi all’operatore; quando la concentrazione di trp è bassa il trp si stacca dall’apoproteina che perde l’affinità per l’operatore e permette all’RNA polimerasi di legarsi al promotore.
L’altro meccanismo di attenuazione della trascrizione avviene durante la trascrizione stessa: il codone di stop per il polipeptide è preceduto da due codoni adiacenti per il triptofano; nella regione leader dell’m-RNA ci sono 4 regioni che possono appaiarsi ciascuna con quella successiva.
Se c’è carenza di triptofano
Se c’è carenza di triptofano il ribosoma si arresta in corrispondenza della coppia di codoni triptofano, dentro la regione 1, perché i t-RNA corrispondenti non arriveranno in fretta al ribosoma, quindi si ha l’appaiamento delle regioni 2 e 3 che rappresenta un segnale di terminazione: così l’RNA polimerasi conclude la sintesi dell’operone. L’appaiamento delle regioni 2 e 3 è quindi un segnale chiamato di antiterminazione.
Se c’è triptofano in quantità sufficiente, il ribosoma si fermerà al codone di stop del peptide leader, dentro la regione 2: ciò provocherà l’appaiamento 3-4 e quindi la terminazione della trascrizione. La struttura 3-4 è chiamata attenuatore.
