Een operon is een functionerende eenheid van genomisch DNA dat een groep genen bevat die door een enkele promotor worden gecontroleerd. Eenvoudig gezegd: deze genen delen informatie die nodig is om de gereedschappen voor een bepaalde taak te maken, dus delen ze een promoter die ervoor zorgt dat ze allemaal samen worden getranscribeerd.

Het lac-, of lactose-, operon wordt aangetroffen in E. coli en enkele andere enterische bacteriën. Dit operon bevat genen die coderen voor eiwitten die belast zijn met het transporteren van lactose in het cytosol en het verteren tot glucose.Deze glucose wordt vervolgens gebruikt om energie te maken.

Het lac operon wordt geëxploiteerd door moleculaire biologen, zodat we beter begrijpen hoe het werkt. Dit wordt ook kort besproken in Jeremy’s artikel over het gebruik van het lac operon als een microscopie hulpmiddel.

Nauwe regulatie

Normaal wordt het lac operon uitgezet. Een repressoreiwit bindt de operator (controle) regio stroomopwaarts van het operon en verhindert transcriptie.

Wanneer lactose buiten de cel aanwezig is, passeert het het celmembraan en werkt het als een inducer van het operon. Het doet dit zodra lactose is afgebroken om allolactose te creëren. Het lac operon wordt dan getranscribeerd en vertaald in eiwitten, waaronder permease, dat zich in het celmembraan nestelt en het transport van lactose in de cel vergemakkelijkt, en β-galactosidase, dat lactose opeet om er glucosemoleculen van te maken. β-galactosidase maakt ook allolactose. Dit leidt tot een positieve terugkoppellus.

Dit operon neemt het over wanneer de glucosespiegels laag zijn. Dit komt door een ander eiwit, genaamd catabolite activator protein (CAP), en cyclische adenosine monofosfaat (cAMP) moleculen. Wanneer het glucosegehalte daalt, stijgt het cAMP-gehalte totdat er voldoende cAMP is om meer CAP te binden en te activeren. CAP bevordert de transcriptie van genen door RNA polymerase, wat leidt tot een toename van de expressie van het lac operon.

Totaal heb je een negatieve regulator, het repressoreiwit, dat wordt gebonden en gedeactiveerd door allolactose en een positieve regulator, die wordt bevorderd door lage glucosespiegels, zodat wanneer de glucosespiegels laag zijn, maar er lactose aanwezig is, de cel zal overschakelen op deze alternatieve voedingsbron.

Waarom zijn deze jeans-genen dan zo in zwang in het lab en de industrie?

Het lac operon is nuttig gebleken voor wetenschappers. Zowel de promotor als de genen zijn uit elkaar gehaald en op verschillende manieren gebruikt.

Blijf luisteren om te horen hoe u op de lac operon-bandwagon kunt stappen!