Опероны - что это?

В хромосоме гены организованы в самостоятельно функционирующие едини­цы — опероны. Оперон состоит из одного или нескольких структурных генов (цист­ронов), контролирующих синтез одного или нескольких белков, необходимых для данной реакции или данного цикла реакций. Например, для потребления лактозы (лактозный оперон) или для синтеза триптофана (триптофановый оперон).

Помимо структурных генов, контролирующих синтез белков, оперон содержит гены, кото­рые контролируют работу самого оперона: ген-регулятор, ген-оператор, а также осо­бый участок — промотор, который распознается ферментом РНК-полимеразой, не­обходимой для синтеза матричной РНК.

Кроме того, в опероне есть и другие регуляторные участки (аттенуатор, энхансер, терминатор). Благодаря на­личию этих регуляторных генов и участков оперон может работать автономно по принципу «все или ничего» или по принципу «больше — меньше».

Принцип саморе­гуляции оперонов состоит в том, что они включаются в работу только тогда, когда они необходимы для клетки, и выключаются сразу, как только клетка не будет нуж­даться в продуктах данного оперона. Все это позволяет геному управлять всеми про­цессами жизнедеятельности как одноклеточного, так и многоклеточного организма, т. е. в конечном счете функционировать ему как единому целостному организму.

По сути дела, промотор оперона (и другие регуляторные участки оперона) — это первая специализированная структура, способная дифференцированно воспринимать различные сигналы и выдавать на них адекватные ответы. А набор всех промоторов хромосомы бактерий — это своеобразный зачаток будущего сложнейшего биологиче­ского компьютера.

Именно через промоторы осуществляется поведенческий контроль клетки. Если большая часть оперонов не работает (промотор выключает их), клетка может длительное время пребывать в покоящемся состоянии (даже в форме споры), т. е. она не размножается. Если благодаря промоторам, получающим необходимые си­гналы, опероны включаются в работу, клетка начинает быстро размножаться. Так с по­мощью различных сигналов, получаемых оперонами, через промоторы регулируется, хотя и неосознанно, но уже очень разумное поведение бактерии во внешней среде.