유전자 발현 조절 과정인 오페론설과 발현 조절 기작이 궁금해요

대장균의 락토오스 오페론처럼 원핵생물이 젖당의 유무에 따라 유전자 발현을 켜고 끄는 방식이 궁금합니다. 필요한 때에만 단백질을 만들어 에너지 효율을 높이는 유전자 발현 억제 및 촉진 메커니즘을 상세히 알고 싶습니다.

2개의 답변이 있어요!

  • 오페론은 원핵생물이 연관된 구조 유전자들을 하나의 프로모터 아래 묶어 전사를 일괄 조절하는 시스템입니다.

    먼저 말씀하신것처럼 필요한 순간에만 단백질을 만들어 불필요한 에너지 소모를 최소화합니다.

    기본 구조는 조절 유전자, 프로모터(RNA 중합효소 결합부), 작동부(억제 단백질 결합부), 구조 유전자(효소 생산)로 구성됩니다.

    조절은 젖당인데, 젖당이 없으면 억제 단백질이 작동부에 결합해 전사를 막고, 젖당이 있으면 억제 단백질이 탈락해 전사가 시작됩니다. 그리고 포도당이 고갈되면 cAMP 농도가 증가하고, 활성화된 cAMP-CAP 복합체가 프로모터에 붙어 RNA 중합효소 결합력을 극대화합니다.

    즉, 포도당이 없고 젖당만 풍부할 때 오페론이 최대 발현율로 폭발적으로 작동하는 것입니다.

    결국 대장균은 젖당으로 전사 스위치를 켜고, 포도당 결핍으로 전사 속도를 높여 최고의 생존 효율을 달성하는 것입니다.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

    락 오페론은 젖당이 없을 때 억제단백질이 오퍼레이터에 붙어 전사를 막고, 젖당이 있으면 억제단백질이 떨어져 유전자가 발현됩니다. 포도당까지 부족하면 cAMP-CAP이 결합해 전사를 더 촉진해 필요한 효소만 효율적으로 만듭니다.