Operon tryptofanowy, znany również jako operon trp, to region cząsteczki DNA, w którym geny kodujące enzymy tryptofanu ulegają ekspresji, gdy aminokwasów jest niski. Tryptofan to jeden z 20 aminokwasów wykorzystywanych wewnątrz żywych komórek. Jego wytwarzanie zostało dobrze zbadane w bakteriach Escherichia coli (E. coli).
W komórce E. coli tryptofan koduje pięć genów. Są one połączone obok siebie w strukturę zwaną operonem. Operon tryptofanowy również składa się z i jest kontrolowany przez stronę operatora. Transkrypcja DNA jest kontrolowana przez białka. Białka represorowe mogą przyłączać się do miejsca operatora, blokując transkrypcję genów i produkcję tryptofanu.
Te hamujące białka są nieaktywne, gdy aminokwas nie jest obecny, więc nie przyłączają się do miejsca operatora, aby zablokować produkcję. Miejsce operatora jest połączone z miejscem promotora w operonie tryptofanu, gdzie przyłącza się cząsteczka zwana polimerazą RNA i może przemieszczać się wzdłuż grupy genów, aby dokonać transkrypcji genów. To generuje informacyjne RNA, które koduje tryptofan. Ten proces transkrypcji jest podstawą do produkcji tego aminokwasu.
Gdy ten aminokwas jest obecny, wiąże się z białkiem represora, które jest aktywowane i wiąże się z miejscem operatora, aby zablokować transkrypcję wzdłuż operonu tryptofanu. Aby uprościć ten opis, cząsteczki aminokwasów w rzeczywistości zmieniają kształt represora tak, że jest on w stanie dopasować się do kształtu helisy DNA. W ten sposób procesja molekularna jest zablokowana. Gdy tryptofan nie jest obecny, represor ma inny kształt i nie może dopasować się do DNA. Funkcję represora w wyłączaniu transkrypcji genów określa się jako kontrolę ujemną.
Operon trp jest jednym z wielu operonów biosyntetycznych w genomach każdej żywej istoty. Tryptofan jest znany jako ko-represor, ponieważ przyłącza się do represującego białka, aby zatrzymać transkrypcję wzdłuż operonu tryptofanu. W ludzkim ciele tryptofan jest jednym z 10 aminokwasów biorących udział w syntezie białek. Prekursor serotoniny, która reguluje sen, nastrój i apetyt, odgrywa ważną rolę. Niedobory tego aminokwasu mogą skutkować niedoborami serotoniny, co z kolei skutkuje objawami, takimi jak depresja, lęk, przyrost masy ciała i bezsenność.
Nadmiar tryptofanu nie jest uważany za toksyczny, ale powoduje zmęczenie. Znajduje się w większości produktów spożywczych zawierających białko, zwłaszcza w indyku, bananach, soi i tuńczyku. Regulowany przez aktywację i represję operonu tryptofanu, aminokwas ten pełni podstawową funkcję we wszystkich żywych komórkach, takich jak E. coli, a także w ludzkim ciele.