Nell’operone triptofano sono codificati cinque geni che sono affiancati l’uno all’altro ed operano se nell’ambiente NON c’è triptofano.
Questo operone al pari di quello del Lattosio fu scoperto per la prima volta nell’Escherichia Coli ed è un esempio di controllo negativo della trascrizione nei batteri. Si parla di repressione enzimatica o di enzimi reprimibili.
Questo processo, insieme a quella dell’induzione, e’ detta negativa poiché una proteina regolatrice causa l’inibizione della sintesi del mRNA che conduce ad un decremento della sintesi degli enzimi.
In altri tipi di inibizione la sintesi degli enzimi è sempre presente con conseguente spreco di energia e di massa per produrre enzimi che al momento non servono.
Nel caso della biosintesi del triptofano, il triptofano stesso funziona da molecola effettrice capace di bloccare la sintesi dei vari enzimi del ciclo e di quelli connessi con la sua sintesi, col risultato di risparmiare molte molecole di ATP nella sintesi proteica e di conservare amminoacidi da utilizzare in altre sintesi.
Il processo e’ più lento dell’inibizione da feedback che agisce immediatamente poiché gli enzimi preesistenti devono essere dispersi come risultato della divisione cellulare prima che si possa notare qualche effetto.
Operone Triptofano
TrpR = Gene regolatore che codifica la proteina repressore tpr che e’ connessa alla sintesi dei cinque enzimi codificati nel gene. E’ una proteina allosterica. Un repressore attivo si lega ad una specifica sequenza di nucleotidi nella regione dell’ operatore e quindi blocca il legarsi dell’ RNAp al promoter per iniziare la trascrizione.
Il repressore e’ prodotto in piccole quantità in modo costitutivo in una forma inattiva. Quando il repressore si combina col triptofano diviene attivato e va a bloccare la trascrizione del gene.
TrpO = Operatore sequenza specifica di nucleotidi a cui il repressore attivo si lega.
TrpP = Promotore sequenza specifica di nucleotidi del DNA a cui la RNA polimerasi si lega per iniziare la trascrizione.
Se il repressore si lega all’operatore, RNAp non puo’ legarsi al promotore e iniziare la trascrizione. Percio’ nessun enzima potra’ essere sintetizzato.
TrpA = Attenuatore Sequenza del DNA che si trova tra l’operatore e i geni strutturali del trp. E’ una barriera che RNA polimerasi deve attraversare se deve trascrivere i geni del trp.
In presenza di Trp la maggior parte del RNAp si distacca dal DNa prima della trascrizione dei geni del trp.
In sua assenza RNAp puo’ attraversare la regione attenuatrice e trascrivere i geni.
Trp A, B, C, D, E = Geni del Trp geni strutturali coinvolti nella biosintesi del triptofano
Il tritofano, prodotto finale del ciclo, è anche chiamato corepressore
Attenuazione dell’Operon Triptofano
Nei batteri e nei procarioti, trascrizione e traduzione avvengono simultaneamente, nel senso che non appena si sta sintetizzando mRNA esso entra nei ribosomi per sintetizzare le relative proteine.
La traduzione inizia prima che si completa la traduzione e quindi per controllare la sintesi è necessario un meccanismo di attenuazione che NON ritroviamo negli organismi eucarioti. In questi l’mRNA deve infatti uscire dal nucleo e raggiungere i ribosomi.