オペロン遺伝学

オペロンは、細菌やウイルスに見られる遺伝子調節システムで、機能的に関連するタンパク質をコードする遺伝子がDNAに沿って集まっています。この機能により、細胞のニーズに応じてタンパク質合成を協調的に制御できます。オペロンは、必要なときに必要な場所でのみタンパク質を生産する手段を提供することで、細胞がエネルギーを保存することを可能にします（これは生物の生命戦略の重要な部分です）。

典型的なオペロンは、アミノ酸の生合成などの代謝経路に関与する酵素をコードする構造遺伝子のグループで構成されています。これらの遺伝子は、一続きのDNAに隣接して配置され、1つのプロモーター（RNAポリメラーゼが結合して転写を開始する短いDNAセグメント）の制御下にあります。メッセンジャーRNA（mRNA）の単一ユニットがオペロンから転写され、その後別のタンパク質に翻訳されます。

プロモーターは、環境の手がかりに応答するさまざまな規制要素によって制御されます。調節の一般的な方法の1つは、オペレーター領域に結合する調節タンパク質によって実行されます。これは、プロモーターと構造遺伝子の間にある別の短いDNAセグメントです。レギュレータータンパク質は転写をブロックすることができ、その場合はリプレッサータンパク質と呼ばれます。または活性化タンパク質として、それは転写を刺激することができます。一部のオペロンでは、さらなる制御が行われます。インデューサーと呼ばれる分子がリプレッサーに結合し、リプレッサーを不活性化します。または、リプレッサーが別の分子であるコリプレッサーに結合されていない限り、オペレーターに結合できない場合があります。一部のオペロンはアテニュエーター制御下にあり、転写が開始されますが、mRNAが転写される前に停止されます。mRNAのこの導入領域はリーダー配列と呼ばれます。それはアッテネーター領域を含み、それはそれ自体で折り返すことができ、RNAポリメラーゼがDNAに沿って進むのをブロックするステムとループの構造を形成します。

オペロン理論は、1960年代初頭にフランスの微生物学者フランソワヤコブとジャックモノによって最初に提案されました。彼らは、彼らの古典的な論文で、ラクトースが利用できないときに細菌がラクトース代謝に関与する酵素の産生を抑制することができるシステムである大腸菌のlacオペロンの調節機構について説明しました。