Τι είναι ο Οπερόν;

Το οπερόνιο είναι μια ομάδα γονιδίων που διαβάζονται μαζί ως ενιαία μονάδα. Τα οπερόνια βρίσκονται συνήθως υπό τον έλεγχο μιας μεμονωμένης γονιδιακής περιοχής που κατευθύνει την ανάγνωση, που ονομάζεται προαγωγέας. Ανάλογα με τον οργανισμό, μία ή περισσότερες πρωτεΐνες συγκεντρώνονται στον υποκινητή για να διεγείρουν την ανάγνωση των γονιδίων. Τα γονίδια συχνά διαβάζονται, ή μεταγράφονται, ως ένα ενιαίο μακρύ αντίγραφο, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Μόνο απλοί οργανισμοί, όπως τα βακτήρια, περιέχουν οπερόνια, και αυτά τα γονίδια είναι το καθένα μεμονωμένα μεγάλα τμήματα DNA εξειδικευμένα για μια συγκεκριμένη εργασία.

Ο έλεγχος ενός οπερονίου ρυθμίζεται αυστηρά στα βακτήρια. Όπως υπάρχουν πρωτεΐνες που ενεργοποιούν τα οπερόνια, υπάρχουν πρωτεΐνες που μπορούν να απενεργοποιήσουν το οπερόνιο. Όταν είναι ενεργοποιημένα, τα οπερόνια λέγεται ότι προκαλούνται και όταν απενεργοποιούνται, λέγεται ότι καταπιέζονται. Γενικά, η αλληλεπίδραση με τις πρωτεΐνες τις ενεργοποιεί και η διάσταση από τις πρωτεΐνες τις απενεργοποιεί, αλλά μπορεί να ισχύει και το αντίστροφο, ανάλογα με τα οπερόνια.

Οι πρωτεΐνες που ενεργοποιούν ένα οπερόνιο ονομάζονται ενεργοποιητές, ενώ αυτές που απενεργοποιούν τα οπερόνια ονομάζονται αναστολείς. Ανά πάσα στιγμή, τόσο ενεργοποιητές όσο και αναστολείς είναι διαθέσιμοι στο κελί. Οι περισσότεροι ενεργοποιητές και αναστολείς λειτουργούν διεγείροντας ή αποκλείοντας τον υποκινητή. Ορισμένα οπερόνια βρίσκονται υπό πιο περίπλοκο έλεγχο από αυτόν, βασιζόμενοι επίσης σε ενεργοποιητές ή αναστολείς που αλληλεπιδρούν με το DNA πολύ μακριά από αυτά. Αυτά τα μακρινά μόρια ονομάζονται συχνά τελεστές ή αλλοστερικά μόρια.

Ο συνδυασμός της απλής δομής και του αυστηρού ελέγχου έχει κάνει τα οπερόνια να είναι ευρέως διαδεδομένα μεταξύ των βακτηρίων. Το οπερόνιο είναι ένα αποτελεσματικό εξελικτικό μοτίβο που λειτουργεί σε ποικίλα περιβάλλοντα. Ενώ το άμεσο περιβάλλον των οπερονίων μπορεί μερικές φορές να επηρεάσει την παραγωγικότητά τους, ιδιαίτερα εάν η θερμοκρασία ή το pH σε ένα κύτταρο δεν είναι στο βέλτιστο επίπεδο, η γενική δομή τους παραμένει πάντα η ίδια. Τα γονίδια μέσα στα οπερόνια δεν αποσυνδέονται ποτέ το ένα από το άλλο, και ανεξάρτητα από την πίεση σε ένα κύτταρο, μεταγράφονται πάντα μαζί και στο σύνολό τους.

Μια ποικιλία οπερονίων χαρακτηρίζεται καλά σε πολλά είδη βακτηρίων και έχουν διαφορετικές λειτουργίες μεταξύ των διαφόρων οργανισμών. Υπάρχουν οπερόνια που χειρίζονται την παραγωγή αμινοξέων, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών, και οπερόνια που χειρίζονται τον μεταβολισμό των σακχάρων. Είναι εξαιρετικά ευέλικτα γενετικά στοιχεία, επιτρέποντας σε γονίδια που κάνουν σημαντικά διαφορετικά πράγματα να συνεργαστούν σε συντονισμό.