Gene Regulation and the Order of the Operon (Pode 2024)
Operon, sistema de regulação genética encontrado em bactérias e seus vírus nos quais os genes que codificam proteínas relacionadas funcionalmente estão agrupados ao longo do DNA. Esse recurso permite que a síntese de proteínas seja controlada coordenadamente em resposta às necessidades da célula. Ao fornecer os meios para produzir proteínas somente quando e onde são necessárias, o operon permite que a célula economize energia (que é uma parte importante da estratégia de vida de um organismo).
Um operon típico consiste em um grupo de genes estruturais que codificam enzimas envolvidas em uma via metabólica, como a biossíntese de um aminoácido. Esses genes estão localizados contíguos em um trecho de DNA e estão sob o controle de um promotor (um pequeno segmento de DNA ao qual a RNA polimerase se liga para iniciar a transcrição). Uma única unidade de RNA mensageiro (mRNA) é transcrita do operon e subsequentemente traduzida em proteínas separadas.
O promotor é controlado por vários elementos regulatórios que respondem a sugestões ambientais. Um método comum de regulação é realizado por uma proteína reguladora que se liga à região do operador, que é outro segmento curto de DNA encontrado entre o promotor e os genes estruturais. A proteína reguladora pode bloquear a transcrição, caso em que é referida como proteína repressora; ou como uma proteína ativadora, pode estimular a transcrição. Regulação adicional ocorre em alguns operons: uma molécula chamada indutor pode se ligar ao repressor, inativando-o; ou um repressor pode não ser capaz de se ligar ao operador, a menos que esteja ligado a outra molécula, o corepressor. Alguns operons estão sob controle de atenuador, no qual a transcrição é iniciada, mas é interrompida antes da transcrição do mRNA. Essa região introdutória do mRNA é chamada de sequência líder; inclui a região do atenuador, que pode se dobrar, formando uma estrutura de haste e laço que impede a RNA polimerase de avançar ao longo do DNA.
A teoria do operon foi proposta pela primeira vez pelos microbiologistas franceses François Jacob e Jacques Monod no início dos anos 1960. Em seu artigo clássico, eles descreveram o mecanismo regulador do operon lac de Escherichia coli, um sistema que permite que a bactéria reprima a produção de enzimas envolvidas no metabolismo da lactose quando a lactose não está disponível.
