, Door het onderzoeken van mutante stammen van E. coli die defecten vertoonden in het Lac-metabolisme, konden Jacob en Monod leren hoe het lac-operon wordt gereguleerd tot metabolizelactose (Jacob & Monod, 1962). Het duo merkte op dat het lac-operon drie genen bevat die eiwitten coderen die betrokken zijn bij het metabolisme vanlactose. Deze worden aangeduid als lac z, lac y, en Lac a. het Lac z gen codeert beta-galactosidase, het Lac y gen codeert een permease, en het Lac a gen codeert het transacetylase enzym., Samen, handelen deze genproducten om lactose incells in te voeren en het af te breken voor gebruik als voedselbron. Zoals in andere operons, liggen de genen van het lac-operon langs een aaneengesloten stuk DNA zodanig dat hun uitdrukking gemakkelijk kan zijn coregulated.In naast deze zogenaamde structurele genen bevat het lac-operon ook andere sequenties die de bacterialgene expressiemachines sturen.
De organisatie van genen in een operon maakt gelijktijdige expressie mogelijk van alle genen die zich in cis (d.w.z. op hetzelfde aaneengesloten stukje DNA) in het operon bevinden.,Verschillende kenmerken dragen bij aan Dit kenmerk van operonen (figuur 1).Ten eerste zijn alle genen van het operon stroomafwaarts van één enkele promotor. Deze promoter dient als herkenningsplaats voor de transcriptionele machines van theRNA polymerase complex. Ten tweede, worden alle genen in een operon eigenlijk deel van één molecuul van boodschappersRNA, dat vervolgens in afzonderlijke proteã negenproducten wordt vertaald.
verscheidene andere regulerende sequenties zorgen ook voor een gecoördineerde regulering van het lac-operon. Deze omvatten deoperator en de terminator., De exploitant is een speciale opeenvolging van DNA die tussen de promotoropeenvolging en de structurele genen wordt gelokaliseerd die onderdrukking van het volledige operon van lac toelaat, volgend op het binden door de proteã ne van inhibitor (lac i). Expressie van de Lac operonis, in feite, gereguleerd door de aanwezigheid van lactose zelf. De capaciteit om genen aan of uit te zetten aangezien een groep daarom een efficientway verstrekt om zich snel aan milieuveranderingen aan te passen. De terminator, aan de andere kant, instrueert de transcriptionele machines om transcriptie te beëindigen., Zo dient de promotor als een transcriptionele startplaats, dient de terminator als een stopplaats, en helpt de exploitant bepalen of transcriptie zal plaatsvinden.
vanwege het gemeenschappelijke controlemechanisme voor alle genen in het lac-operon kunnen mutaties in dit operon meerdere of pleiotrope effecten hebben. Bijvoorbeeld, kunnen de mutaties die de promotor beà nvloeden alle genen van het operon verhinderen uitgedrukt te zijn, omdat de polymerase van RNA niet zal kunnen binden en overdracht commencement. Andere veranderingen kunnen de expressie van slechts enkele genesin het operon beà nvloeden., Bijvoorbeeld, nonsensmutaties in het Lac z-gen dat beta-galactosidase codeert zouden kunnen interfereren metexpressie van downstreampermease en transactylasegenen door theribosoom te veroorzaken om weg te vallen voorafgaand aan hun vertaling. Dit soort mutatie wordt gezegd om een “polair” effect op de weg te hebben in die zin dat het stroomafwaartse genen beïnvloedt, maar niet stroomopwaartse genen.
hoewel bacteriën kunnen worden beschouwd als eenvoudiger organismen dan mensen, is het duidelijk dat bacteriële genregulatie uiterst efficiënt is en dat het bacteriële genoom zeer georganiseerd is., Bacteriën lijken perfect aangepast aan een verscheidenheid van omgevingen, en ze zijn klaar om te reageren op welke omgevingsveranderingen ze tegenkomen door gebruik te maken van elegante en complexe regulerende mechanismen.