Genetika Operon

Operon, sistem pengaturan genetik yang ditemukan pada bakteri dan virus mereka di mana gen yang mengkode protein yang terkait secara fungsional dikelompokkan di sepanjang DNA. Fitur ini memungkinkan sintesis protein dikendalikan secara terkoordinasi sebagai respons terhadap kebutuhan sel. Dengan menyediakan sarana untuk menghasilkan protein hanya ketika dan di mana mereka diperlukan, operon memungkinkan sel untuk menghemat energi (yang merupakan bagian penting dari strategi kehidupan organisme).

Operon tipikal terdiri dari sekelompok gen struktural yang mengkode enzim untuk terlibat dalam jalur metabolisme, seperti biosintesis asam amino. Gen-gen ini terletak berdekatan pada hamparan DNA dan berada di bawah kendali satu promotor (segmen pendek dari DNA yang terikat oleh RNA polimerase untuk memulai transkripsi). Satu unit messenger RNA (mRNA) ditranskripsi dari operon dan kemudian diterjemahkan menjadi protein yang terpisah.

Promotor dikendalikan oleh berbagai elemen regulasi yang merespons isyarat lingkungan. Salah satu metode regulasi yang umum dilakukan oleh protein regulator yang berikatan dengan daerah operator, yang merupakan segmen pendek lain dari DNA yang ditemukan antara promoter dan gen struktural. Protein regulator dapat memblokir transkripsi, dalam hal ini disebut sebagai protein penekan; atau sebagai protein aktivator dapat merangsang transkripsi. Regulasi lebih lanjut terjadi pada beberapa operon: molekul yang disebut induser dapat berikatan dengan represor, menonaktifkannya; atau represor mungkin tidak dapat mengikat operator kecuali terikat pada molekul lain, corepressor. Beberapa operon berada di bawah kontrol attenuator, di mana transkripsi dimulai tetapi dihentikan sebelum mRNA ditranskripsi. Wilayah pengantar mRNA ini disebut urutan pemimpin; itu termasuk daerah attenuator, yang dapat dilipat kembali pada dirinya sendiri, membentuk struktur batang-dan-loop yang menghalangi RNA polimerase dari memajukan sepanjang DNA.

Teori operon pertama kali diusulkan oleh ahli mikrobiologi Prancis, François Jacob dan Jacques Monod pada awal 1960-an. Dalam makalah klasik mereka, mereka menggambarkan mekanisme pengaturan operasi lac Escherichia coli, sebuah sistem yang memungkinkan bakteri untuk menekan produksi enzim yang terlibat dalam metabolisme laktosa ketika laktosa tidak tersedia.