OPERON LAKTOZOWY

W wyniku ekspresji genu koduj�cego bia�ko powstaje cz�steczka DNA, kt�ra jest kopi� informacji zawartej w DNA. Kopiowanie informacji zawartej w jednym kwasie nukleinowym (DNA) na informacje zawart� w innym kwasie nukleinowym nazywamy transkrypcj� (przepisywaniem). W procesie transkrypcji powstaj� prekursorowe cz�steczki wszystkich trzech typ�w RNA, tj. rRNA, tRNA, mRNA. Na podstawie informacji zawartej mRNA, w drugim etapie ekspresji gen�w syntetyzowane jest bia�ko o okre�lonej sekwencji aminokwas�w. Nast�puje tu przetworzenia j�zyka kwas�w nukleinowych w cz�steczce mRNA na j�zyk aminokwas�w w cz�steczce bia�ka. Proces ten nazywamy translacj�. Wszystkie trzy rodzaje RNA uczestnicz� w procesie translacji, jednak tylko mRNA stanowi bezpo�redni� matryc� do syntezy bia�ka. Zale�no�ci od potrzeb poszczeg�lnych kom�rek ekspresja informacji genetycznej mo�e by� wzmo�ona lub os�abiona. Jest to mo�liwe dzi�ki istnieniu mechanizm�w regulacyjnych, w��czanych przez sygna�y regulacyjne.
W mechanizmie regulacji uczestnicz� swoiste cz�steczki regulatorowe, kt�re mog� powodowa� regulacj� dodatni� (wzmo�enie ekspresji genu) lub regulacj� ujemn� (os�abienie ekspresji gen�w).
Dla zobrazowania mechanizmu regulacji Jocob i Monod zaproponowali 1961r. model operonu.
W sk�ad operonu lac wchodz� u�o�one liniowo obok siebie trzy geny strukturalne warunkuj�ce syntez� trzech enzym�w zwi�zanych z metabolizmem laktozy. S� to:
gen Z koduj�cy - galaktozydaz� rozczepiaj�ce laktoz� na galaktoze i glukoz�.
gen Y koduj� permeaz� - odpowiedzialn� za przenikanie galaktozy do kom�rki.
gen A koduj� acetylaz� galaktozydow�
W s�siedztwie gen�w struktury znajduje si� gen operator O, za nim gen promotor P, a nast�pnie gen regulator I. Operon laktozowy zawiera w sumie 6 gen�w.
Gen promotor - miejsce operonu do kt�rego przy��cza si� polimeraza RNA w celu transkrybowania trzech gen�w struktury na jednej nici mRNA. Do przy��czania si� do polimerazy w miejscu promotorowym jest nie zb�dny kompleks utworzony przez tzw. Bia�kowy katabolitowy aktywator genu (CAP) z cyklicznym AMP. Kompleks ten dzia�a jako regulator dodatni.

Gen regulator wytwarza bia�kowy czynnik o budowie tetramerycznej zwany represorem. Przejawia on powinowactwo do gen�w operatora oraz do laktozy. Dociera on do genu operatora i wytwarza z nim po��czenie, kt�re uniemo�liwia przesuni�cie si� polimerazy RNA wzd�u� nici DNA od miejsca promotora do gen�w struktury. Transkrypcja gen�w struktury zostaje zahamowana. Represor dzia�a jako regulator ujemny. Odblokowanie operatora mo�e nast�pi� pod wp�ywem laktozy, kt�re ��cz�c si� z represorem, powoduje jego unieczynnienie. Laktoza dzia�a w tym uk�adzie jako induktor.

Hipoteza operonu - mechanizm wyja�niaj�cy dzia�anie gen�w odpowiadaj�cych za metabolizm laktozy u bakterii.