Оперон — функціональна одиниця організації генетичного матеріалу прокаріотів (бактерій та архей), в якій декілька відкритих рамок зчитування () кодують відповідні білки, цистрони знаходяться під контролем одних і тих же регуляторних елементів і зчитуються у вигляді однієї довгої молекули мРНК, яка потім процесується. Така функціональна організація дозволяє ефективніше регулювати експресію цих генів. У кишкової палички в геномі міститься приблизно 650 оперонів.
Не слід плутати оперони з кластерами генів. У кластерах гени (наприклад, гени теплового шоку) розташовані один за одним, проте синтезуються та регулюються окремо один від одного.
Історія дослідження
Концепція лактозного оперону (lac-оперон) E.coli була запропонована в 1961 році французькими вченими Франсуа Жакобом і Жаком Моно. Це був перший детально охрактеризований принцип регуляції транскрипції,— робота, за яку вони отримали Нобелівську премію в 1965 році.
Різноманіття і структура
Оперони за кількістю цистронів класифікують на моно-, оліго- і поліцистронні, що містять, відповідно, тільки один, кілька або багато цистронів (відкритих рамок зчитування).
Характерним прикладом оперонної організації геному прокаріотів є [en] (lac-оперон) та [en] (trp-оперон).
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHlMekl5TDB4aFkxOVBjR1Z5YjI0dWMzWm5Mek13TUhCNExVeGhZMTlQY0dWeWIyNHVjM1puTG5CdVp3PT0ucG5n.png)
Оперон починається і закінчується регуляторними областями — промотором на початку і термінатором у кінці, окрім цього, кожен окремий цистрон може мати в своїй структурі власний промотор і/або термінатор.
До складу оперона прокаріотів входять структурні гени і регуляторні елементи (не плутати з геном-регулятором). Структурні гени кодують білки, що здійснюють послідовно етапи біосинтезу певної речовини. Цих генів може бути один, два або кілька. Вони тісно зчеплені один з одним і, що найголовніше, в ході транскрипції працюють як один єдиний ген: на них синтезується одна спільна молекула мРНК, яка лише потім розщеплюється на кілька мРНК, відповідних окремим генам. Регуляторними елементами є наступні:
- Промотор — ділянку зв'язування ферменту, що здійснює транскрипцію ДНК — РНК-полімерази. Є місцем початку транскрипції. Являє собою коротку послідовність з декількох десятків нуклеотидів ДНК, з якою специфічно зв'язується РНК-полімераза. Крім того, промотор визначає, яка з двох ланцюгів ДНК буде служити матрицею для синтезу мРНК;
- Оператор — ділянку зв'язування регуляторного білка;
- Термінатор — ділянка в кінці оперона, що сигналізує про припинення транскрипції.
На роботу оператора даного оперона впливає самостійний ген-регулятор, що синтезує відповідний регуляторний білок. Цей ген не обов'язково розташовується поруч з опероном. Крім того, один регулятор може регулювати транскрипцію декількох оперонів. Ген-регулятор також має власний промотор і термінатор. Регуляторні білки бувають двох типів: білок-репрессор або білок-активатор. Вони приєднуються до специфічних нуклеотидних послідовностей ДНК оператора, що або перешкоджає транскрипції генів (негативна, негативна регуляція), або сприяє їй (позитивна, позитивна регуляція); механізми їх роботи протилежні. Крім того, на роботу білків-репрессоров можуть впливати речовини — ефектори: з'єднуючись з репрессором, вони впливають на його взаємодію з оператором.
В еукаріот
В еукаріот транскрипція здійснюється з ділянок, подібних до оперона прокаріот, а також складаються з регуляторних і структурних генів, однак у оперонів еукаріот є ряд особливостей:
- До складу оперона еукаріотів входить лише один структурний ген (а не кілька — як у прокаріотів).
- Оперон еукаріотів майже завжди містить тільки структурний ген, а інші гени розкидані по хромосомі або навіть за різними хромосомами.
- Оперон еукаріотів складається зі значущих (екзонів) і незначущих (інтронів) ділянок, що чергуються між собою. При транскрипції інформація зчитується як екзонів, так й інтронів, а потім у ході процесингу відбувається вирізання інтронів (сплайсинг).
Див. також
Література
- А. В. Сиволоб, С.Р. Рушковський, С.С. Кир'яченко та ін. (2008). Генетика (PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". с. 67—70.
{{}}
: Явне використання «та ін.» у:|author=
() - А. В. Сиволоб (2008). Молекулярна біологія (PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет".
![]() | Це незавершена стаття з молекулярної біології. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Div takozh Operon znachennya Operon funkcionalna odinicya organizaciyi genetichnogo materialu prokariotiv bakterij ta arhej v yakij dekilka vidkritih ramok zchituvannya koduyut vidpovidni bilki cistroni znahodyatsya pid kontrolem odnih i tih zhe regulyatornih elementiv i zchituyutsya u viglyadi odniyeyi dovgoyi molekuli mRNK yaka potim procesuyetsya Taka funkcionalna organizaciya dozvolyaye efektivnishe regulyuvati ekspresiyu cih geniv U kishkovoyi palichki v genomi mistitsya priblizno 650 operoniv Ne slid plutati operoni z klasterami geniv U klasterah geni napriklad geni teplovogo shoku roztashovani odin za odnim prote sintezuyutsya ta regulyuyutsya okremo odin vid odnogo Istoriya doslidzhennyaKoncepciya laktoznogo operonu lac operon E coli bula zaproponovana v 1961 roci francuzkimi vchenimi Fransua Zhakobom i Zhakom Mono Ce buv pershij detalno ohrakterizovanij princip regulyaciyi transkripciyi robota za yaku voni otrimali Nobelivsku premiyu v 1965 roci Riznomanittya i strukturaOperoni za kilkistyu cistroniv klasifikuyut na mono oligo i policistronni sho mistyat vidpovidno tilki odin kilka abo bagato cistroniv vidkritih ramok zchituvannya Harakternim prikladom operonnoyi organizaciyi genomu prokariotiv ye en lac operon ta en trp operon Shema laktoznogo operonu 1 RNK polimeraza 2 Represor 3 Promotor 4 Operator 5 Laktoza 6 lacZ 7 lacY 8 lacA tri strukturni geni sho koduyut fermenti katabolizmu laktozi Verhnij mal nemaye sintezu mRNK nizhnij laktoza vzayemodiye z represorom promotor dostupnij tomu RNK polimeraza sintezuye policistronnu mRNK Operon pochinayetsya i zakinchuyetsya regulyatornimi oblastyami promotorom na pochatku i terminatorom u kinci okrim cogo kozhen okremij cistron mozhe mati v svoyij strukturi vlasnij promotor i abo terminator Do skladu operona prokariotiv vhodyat strukturni geni i regulyatorni elementi ne plutati z genom regulyatorom Strukturni geni koduyut bilki sho zdijsnyuyut poslidovno etapi biosintezu pevnoyi rechovini Cih geniv mozhe buti odin dva abo kilka Voni tisno zchepleni odin z odnim i sho najgolovnishe v hodi transkripciyi pracyuyut yak odin yedinij gen na nih sintezuyetsya odna spilna molekula mRNK yaka lishe potim rozsheplyuyetsya na kilka mRNK vidpovidnih okremim genam Regulyatornimi elementami ye nastupni Promotor dilyanku zv yazuvannya fermentu sho zdijsnyuye transkripciyu DNK RNK polimerazi Ye miscem pochatku transkripciyi Yavlyaye soboyu korotku poslidovnist z dekilkoh desyatkiv nukleotidiv DNK z yakoyu specifichno zv yazuyetsya RNK polimeraza Krim togo promotor viznachaye yaka z dvoh lancyugiv DNK bude sluzhiti matriceyu dlya sintezu mRNK Operator dilyanku zv yazuvannya regulyatornogo bilka Terminator dilyanka v kinci operona sho signalizuye pro pripinennya transkripciyi Na robotu operatora danogo operona vplivaye samostijnij gen regulyator sho sintezuye vidpovidnij regulyatornij bilok Cej gen ne obov yazkovo roztashovuyetsya poruch z operonom Krim togo odin regulyator mozhe regulyuvati transkripciyu dekilkoh operoniv Gen regulyator takozh maye vlasnij promotor i terminator Regulyatorni bilki buvayut dvoh tipiv bilok repressor abo bilok aktivator Voni priyednuyutsya do specifichnih nukleotidnih poslidovnostej DNK operatora sho abo pereshkodzhaye transkripciyi geniv negativna negativna regulyaciya abo spriyaye yij pozitivna pozitivna regulyaciya mehanizmi yih roboti protilezhni Krim togo na robotu bilkiv repressorov mozhut vplivati rechovini efektori z yednuyuchis z repressorom voni vplivayut na jogo vzayemodiyu z operatorom V eukariotV eukariot transkripciya zdijsnyuyetsya z dilyanok podibnih do operona prokariot a takozh skladayutsya z regulyatornih i strukturnih geniv odnak u operoniv eukariot ye ryad osoblivostej Do skladu operona eukariotiv vhodit lishe odin strukturnij gen a ne kilka yak u prokariotiv Operon eukariotiv majzhe zavzhdi mistit tilki strukturnij gen a inshi geni rozkidani po hromosomi abo navit za riznimi hromosomami Operon eukariotiv skladayetsya zi znachushih ekzoniv i neznachushih introniv dilyanok sho cherguyutsya mizh soboyu Pri transkripciyi informaciya zchituyetsya yak ekzoniv tak j introniv a potim u hodi procesingu vidbuvayetsya virizannya introniv splajsing Div takozhInduktorLiteraturaA V Sivolob S R Rushkovskij S S Kir yachenko ta in 2008 Genetika PDF K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet s 67 70 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite book title Shablon Cite book cite book a Yavne vikoristannya ta in u author dovidka A V Sivolob 2008 Molekulyarna biologiya PDF K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet Ce nezavershena stattya z molekulyarnoyi biologiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi