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in questo video viene descritto il meccanismo di questo operone

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Abbiamo visto quanto sia utile a E. coli possedere un sistema inducibile per il metabolismo del lattosio, che si attiva soltanto quando è presente questo zucchero. Altrettanto utile per un batterio è la capacità di bloccare la sintesi di un enzima in risposta all’accumulo dei prodotti finali della reazione da esso catalizzato.

Un esempio è costituito dall’amminoacido triptofano, un costituente essenziale delle proteine; quando il triptofano è presente in concentrazioni elevate all’interno del citoplasma, la cellula sospende la produzione degli enzimi coinvolti nella sua sintesi.

L’operone trp, che controlla la sintesi del triptofano, è un esempio di sistema reprimibile: la proteina repressore può bloccare il proprio operone soltanto se prima si è legata a un corepressore, che può essere lo stesso prodotto metabolico finale, in questo caso il triptofano, o un analogo .

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Come abbiamo detto, l’operone lac appartiene al tipo di operoni che attivano la trascrizione in risposta alla comparsa di un induttore. In questo sistema la proteina repressore presenta due siti di legame: uno per l’operatore e l’altro per l’induttore. Gli induttori dell’operone lac sono le molecole di lattosio. Il legame con l’induttore modifica la struttura tridimensionale della proteina repressore. In seguito a questo cambiamento di forma il repressore non può più legarsi all’operatore di conseguenza l’RNA polimerasi può legarsi al promotore e dare inizio alla trascrizione dei geni strutturali. L’mRNA trascritto viene poi tradotto a livello dei ribosomi per sintetizzare le tre proteine necessarie al metabolismo del lattosio.

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In biologia si definisce operone un insieme di geni che vengono regolati in modo strettamente coordinato. L'organizzazione dei geni in operoni è un elemento fondamentale nella regolazione genica dei procarioti: gli operoni contengono infatti, oltre ai geni che devono essere trascritti, sequenze particolari, denominate siti di controllo, che con vari meccanismi regolano l'espressione dei geni dell'intero operone. Gli operoni sono comuni alla maggior parte dei procarioti, ma sono raramente trovati negli eucarioti (nematoda e pochi altri), che possiedono meccanismi di regolazione diversi. Gli operoni vennero studiati per la prima volta nel 1961 dai biologi francesi François Jacob e Jacques Monod.