Lac Operon (Opéron Inductible) et Opéron Répressible

Les gènes sont régulés comme une unité par un seul commutateur appelé opérateur. Le gène promoteur marque le site où commence la transcription de l'ARNm et où l'ARN enzyme polymérase polymérise. L'unité entière s'appelle l'opéron.

L'action du gène de structure est régulée par le site de l'opérateur à l'aide d'une protéine de répression produite par l'action du gène «i» appelé gène régulateur. Les gènes sont exprimés ou non, dépend de l'activation ou non du commutateur opératoire.

Lorsque l'opérateur est activé, les trois gènes sont transcrits par l'ARN polymérase en un seul segment d'ARNm couvrant les trois gènes. Chaque segment de gène est appelé cistron et l'ARNm long couvrant tous les cistrons est appelé polycistronique. Si le lactose est éliminé du milieu, les enzymes nécessaires à la dégradation ne sont pas produites.

La substance répressive peut se combiner avec le gène opérateur pour réprimer son action de deux manières:

(I) Lac Operon (Opéron Inductible):

Dans ce cas, l'opéron est généralement désactivé, il en résulte qu'il n'y a pas de transcription et donc pas de formation de protéines (enzymes) (figure 6.63). Cependant, il peut être activé si un métabolite est fourni à la bactérie de l'extérieur.

Il se compose de trois gènes structurels: Lac Z, Lac Y et Lac A. Le métabolite ajouté entre en contact avec le répresseur actif lié à l'opérateur, entraîne un changement de structure du répresseur et le répresseur est retiré de l'opérateur.

Operon est transcrit et des enzymes sont produites. Le processus continue jusqu'à ce que le métabolite (inducteur) soit consommé. Après que la consommation du répresseur inducteur (métabolite) retrouve sa forme tertiaire, le lie à l'opérateur et éteint l'opéron (Fig. 6.64).

Dans Lac Operon, le lactose, lorsqu'il est ajouté, pénètre dans les cellules par l'action de l'enzyme perméase, dont peu de molécules sont habituellement présentes dans les cellules. Le lactose se lie au répresseur actif, ce qui entraîne une modification de sa structure. Par conséquent, repressor ne parvient plus à se lier à l'opérateur.

Maintenant, l'ARN polymérase commence le processus de transcription de l'opéron en se liant au site promoteur P. Toutes les trois enzymes sont formées, à savoir. (β galactosidase, permease et transacétylase. Enfin, toutes les molécules de lactose sont épuisées. Maintenant, un répresseur inactif devient actif, se lie à l'opérateur et éteint finalement l'opéron.

(II) Opéron répressible (Opéron Tryptophane et Opéron Arginine):

Dans ce système, l'opéron est généralement activé de sorte que la transcription se produise normalement pour synthétiser des enzymes. Mais l'opéron peut être désactivé du fait de l'absence de métabolite (Fig. 6.66 B).

Dans l'opéron tryptophane, la formation de tryptophane (un acide aminé) nécessite l'action de cinq enzymes successives. La formation de tryptophane est active car le gène régulateur R forme un répresseur inactif appelé aporepresseur qui ne se lie pas au site de l'opérateur.

Comme le site de l'opérateur est exempt de répresseur, le système d'opéron reste activé et les cinq enzymes nécessaires à la formation du tryptophane sont synthétisées (figure 6.66 A).

Lorsque le tryptophane s'accumule ou est ajouté, peu de molécules de tryptophane agissent en tant que co-répresseur et se lient au répresseur inactif (complexe répresseur-corepressor) qui devient actif et se lie à l'opérateur, éteignant ainsi l'opéron.