Opéron

Définition

Un opéron est une unité génétique trouvé uniquement chez les procaryotes, et composée de gènes adjacents dont l'expression est coordonnée par un même promoteur. L'ARNm produit est en fait un assemblage des ARNm des différents gènes de l'opéron. Les gènes d'un opéron sont appelés cistrons.

L'opéron est l'unité de transcription formée d'un promoteur, d'un ou plusieurs opérateurs et de gènes de structure dont la transcription est sous le contrôle d'un ou plusieurs gènes régulateurs (les régulons).

Opéron LAC avec son répresseur et un promoteur :

Schéma de la régulation des gènes pour l'utilisation du lactose avec le répresseur de l'opéron lac et une séquence promotrice (promoteur).

Types d'opéron

Parmi les opérons, on distingue :

• les opérons inductibles : ils sont inhibés par un répresseur. La transcription n'a lieu que si le répresseur est inactivé par sa combinaison avec un inducteur; par exemple, un opéron lactose,
• les opérons répressibles : ils sont toujours transcrits sauf lorsque le répresseur est activé par sa liaison avec un corépresseur; par exemple un opéron tryptophane.

Explications

Un opéron est défini comme une unité génétique fonctionnelle formée par un groupe ou un complexe de gènes capables de réguler leur propre expression au moyen des substrats avec lesquels les protéines codées par leurs gènes interagissent. Ce complexe est formé de gènes de structure codant pour la synthèse de protéines (généralement des enzymes) qui participent aux voies métaboliques dont l'expression est généralement régulée par trois autres facteurs de contrôle, appelés :

• Facteur promoteur : zone qui contrôle le début de la transcription de l'opéron, car l'ARN polymérase a une affinité pour celui-ci. En réalité, comme un gène est chaque unité de transcription indépendante et que l'opéron a un seul promoteur qui contrôle toute son expression, il n'y a aucun élément pour dire qu'il s'agit de "plusieurs gènes" d'expression coordonnée; il serait plus correct de dire que l'opéron est un gène unique codant pour un ARNm polycistronique (c'est-à-dire avec de nombreux codons de début et de fin qui, au moment de la traduction, conduiront à plusieurs protéines indépendantes). Cependant, il est courant de se référer aux "gènes" de l'opéron pour faire référence aux régions qui, une fois transcrites, coderont pour des protéines indépendantes.
• Opérateur : zone de contrôle qui permet l'activation / désactivation du promoteur en tant que "commutateur génique" au moyen de son interaction avec un composé inducteur. Ceci est réalisé car il possède des séquences reconnaissables par les protéines régulatrices. Après sa liaison, par repliement tridimensionnel, il interagit avec la zone du promoteur, où les protéines régulatrices liées entrent en contact avec l'ARN polymérase, augmentant ou diminuant son affinité pour le promoteur, entraînant ainsi l'expression / la répression du reste de la protéine. les gènes structurels.
• gène régulateur : certains des gènes de l'opéron peuvent coder pour des facteurs de transcription qui se lient au promoteur, régulant ainsi l'expression de l'opéron. Toute régulation de l'expression issue du gène ou de l'opéron est appelée "régulation en cis", mais il peut aussi exister des gènes très éloignés de l'opéron qui codent pour des facteurs de transcription pour un ou plusieurs autres gènes ou opérons, et dans ce cas Je parlerais de "régulation en trans".

Découverte

Le premier opéron décrit était l'opéron lactose dans Escherichia coli de F. Jacob, D. Perrin, C. Sánchez et J. Monod, publié dans la revue "Comptes rendus hebdomadaires des sciences de l'Académie des sciences" en 1960. En partie grâce à ces travaux sur la régulation des gènes, Jacob et Monod ont reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1965 avec André Lwoff.

En rapport avec "opéron"

• arabinose

  

  Un arabinose est un aldopentose constitutif de nombreux polysaccharides végétaux.

• corépresseur

  

  Un corépresseur est une molécule qui, en se liant à un répresseur, lui permet de se lier à un opérateur et ainsi arrêter la transcription d'un gène.

• holorépresseur

  

  Un holorépresseur est une forme active de certains répresseurs d'opérons, après qu'ils se soient liés à un corépresseur.

• répresseur

  

  En langage génétique, le répresseur est un effecteur qui inhibe la transcription d'un gène, comme un gène de régulation par exemple.