lauréats du prix Nobel François Jacob et Jacques Monod a mené beaucoup de theseminal travaux décrivant les lacoperon de la structure et des mécanismes de contrôle., En examinant des souches mutantes d’E. coli présentant des défauts dans le métabolisme du lactose, Jacob et Monod ont pu apprendre comment l’opéron lac est régulé pour métaboliser le lactose (Jacob & Monod, 1962). Le duo a noté que l’opéron lac contient trois gènes qui codent les protéines impliquées dans le métabolisme du lactose. Ceux-ci sont appelés lac z, lac y et lac A. Le gène lac z code la bêta-galactosidase, le gène lac y code une perméase et le gène lac a code l’enzyme transacétylase. , Ensemble, ces produits génétiques agissent pour importer du lactose dansles cellules et le décomposent pour être utilisés comme source alimentaire. Comme dans d’autres opérons, les gènes de l’opéron lac se trouvent le long d’un tronçon d’ADN contigu de sorte que leur expression peut être facilement coregulated.In outre ces gènes dits structuraux, l’opéron lac contient également d’autres séquences qui dirigent la machinerie d’expression bactérialgène.
l’organisation des gènes en un opéron permet simultanémentexpression de tous les gènes qui sont situés dans cis (c.-à-D., sur le même morceau contigu d’ADN) dans l’opéron.,Plusieurs caractéristiques contribuent à cette caractéristique des opérons (Figure 1).Tout d’abord, tous les gènes de l’opéron sont en aval d’un promoteur unique. Thispromoter Sert de site de reconnaissance pour la machinerie transcriptionnelle du complexe theRNA polymérase. Deuxièmement, tous les gènes d’un opéron font réellement partie deune molécule d’ARN messager unique, qui est ensuite traduite enproduits de gènes protéiques individuels.
Plusieurs autres séquences de régulation assurent également une régulation coordonnée de l’opéron lac. Ceux-ci incluent theoperator et le terminator., L’opérateur est une séquence spéciale d’ADN locatedbetween la séquence de promoteur et les gènes structurels qui permet la répressionof l’opéron entier de lac, followingbinding par la protéine d’inhibiteur (lac I). Expression du lac operonis, en fait, régulée par la présence de lactose lui-même. La capacité d’activer ou de désactiver les gènes métabolisant le lactose en tant que groupe fournit donc un moyen efficace de s’adapter rapidement aux changements environnementaux. Le terminateur, d’autre part, ordonne à la machine de transcription de mettre fin à la transcription., En effet, le promoteur Sert de site de début de transcription, le terminateur Sert de site d’arrêt et l’opérateur aide à déterminer si la transcription se produira.
en raison du mécanisme de contrôle commun pour tous les genres de l’opéron lac, les mutations de cet opéron peuvent avoir des effets multiples, ou pléiotropes. Par exemple, les mutations affectant le promoteur peuvent empêcher tous les gènes de l’opéron d’être exprimés, car L’ARN polymérase sera incapable de se lier et de commencer la transcription. D’autres mutations peuvent affecter l’expression de seulement certains des gènes dans l’opéron., Par exemple, des mutations non-sens dans le gène lac z codant pour la bêta-galactosidase pourraient interférer avec l’expression des gènes de perméase et de transacétylase en aval en provoquant la chute du theribosome avant leur traduction. On dit que ce type de mutation a un effet « polaire » sur la voie en ce sens qu’elle affecte les gènes en aval mais pas les gènes en amont.
ainsi, bien que les bactéries puissent être considérées comme des organismes plus simples que les humains, il est clair que la régulation des gènes bactériens est extrêmement efficace et que le génome bactérien est hautement organisé., Les bactéries semblent parfaitement adaptées à une variété d’environnements, et elles sont prêtes à répondre à tous les changements environnementaux qu’elles rencontrent en utilisant des mécanismes de régulation élégants et complexes.