nobelprisvinnere Francois Jakob og Jacques Monod gjennomført mye av theseminal arbeid som beskriver lacoperon er struktur-og kontrollmekanismer., Ved å undersøke mutant stammer av E. coli, som viste feil inlactose metabolisme, Jacob og Monod var i stand til å lære hvordan lac operon er regulert til metabolizelactose (Jakob & Monod, 1962). Duoen bemerket at lac operon inneholder tre gener som koder for proteiner involvert inlactose metabolismen. Disse er referert til som lac z, lac y, og lac en. Den lac z-genet koder for beta-galactosidase,den lac y-genet koder en permease,og lac et gen som koder thetransacetylase enzym., Til sammen har disse genet produkter lov til å importere laktose intocells og bryte det ned for bruk som en næringskilde. Som i andre operons, thegenes av lac operon ligger langs acontiguous strekning av DNA slik at deres uttrykk kan være lett coregulated.I tillegg til disse såkalte strukturelle gener, den lac operon inneholder også andre sekvenser som direkte bacterialgene uttrykk maskiner.
organisasjonen av gener inn i en operon gir mulighet for simultaneousexpression av alle gener som er plassert i cis (dvs., på samme sammenhengende stykke av DNA) i operon.,Flere funksjoner som kan bidra til denne karakteristikken av operons (Figur 1).Først, alle operon er gener som er nedstrøms av en enkelt søker. Thispromoter fungerer som en anerkjennelse av nettstedet for transcriptional maskiner av theRNA polymerase komplekse. For det andre, alle genene i en operon faktisk bli en del ofa enkelt messenger RNA-molekyl, som er senere oversatt intoindividual protein genet produkter.
Flere andre regulatoriske sekvenser også sikre koordinert regulationof av lac operon. Disse inkluderer theoperator og terminator., Operatøren er en spesiell DNA-sekvens locatedbetween arrangøren rekkefølge og strukturelle gener som gjør at repressionof hele lac operon, followingbinding av inhibitor (lac jeg)protein. Uttrykk av lac operonis, faktisk, er regulert av tilstedeværelsen av laktose i seg selv. Evnen til å turnlactose-metabolizing gener på eller av som en gruppe gir derfor en efficientway til raskt å tilpasse seg endringer i miljøet. Terminator, på otherhand, instruerer transcriptional maskiner for å avslutte transkripsjon., Assuch, selskapet fungerer som en transcriptional start nettstedet, terminator servesas en stopp nettstedet, og operatøren bidrar til å avgjøre om transkripsjon willoccur.
på Grunn av den felles kontroll mekanisme for alle thegenes i lac operon, mutasjoner inthis operon kan ha flere, eller pleiotropic, effekter. For eksempel, mutationsaffecting arrangøren kan hindre alle av operon er gener fra beingexpressed, fordi RNA polymerase vil være i stand til å binde og commencetranscription. Andre mutasjoner kan påvirke uttrykket av bare noen av de genesin den operon., For eksempel, tull mutasjoner i lac z genkode beta-galactosidase kan påvirke withexpression av nedstrøms permease og transacetylase gener av årsaken theribosome å falle av før deres oversettelse. Denne type mutasjon er saidto har en «polar» effekt på vei i at det påvirker nedstrøms gener butnot oppstrøms gener.
Derfor, selv om bakterier kan vurderes enklere organismsthan mennesker, det er klart at det bakterielle genet forordning er ekstremt efficientand at bakteriell genom er svært godt organisert., Bakterier vises til beperfectly tilpasset en rekke miljøer, og de er klare til å respondto uansett endringer i miljøet de møter ved å ansette elegante andcomplex regulatoriske mekanismer.