Гипотеза оперона (Ф. Жакоб, Ж. Мано)

Гипотеза оперона была разработана при изучении лактозной системы у бактерии Escherichia coli. Жакоб и Моно обнаружили, что гены, ответственные за метаболизм лактозы, работают согласованно и регулируются как единое целое.

Структура оперона:

• Структурные гены — кодируют ферменты, участвующие в расщеплении лактозы, такие как β-галактозидаза и пермеаза.
• Оператор — участок ДНК, к которому может присоединяться белок-репрессор, блокируя синтез ферментов.
• Промотор — место присоединения РНК-полимеразы для инициации транскрипции.
• Регуляторный ген (i) — кодирует белок-репрессор, который может связываться с оператором.

В отсутствии лактозы репрессор связывается с оператором, препятствуя транскрипции структурных генов. При появлении лактозы она служит индуктором, связываясь с репрессором и снижая его аффинитет к оператору. Это позволяет РНК-полимеразе начать транскрипцию структурных генов и синтезировать необходимые ферменты.

Центральная догма молекулярной биологии гласит, что генетическая информация передаётся от ДНК к РНК, а затем к белку, но не в обратном направлении. Это отражает последовательность матричных процессов: репликации, транскрипции и трансляции, обеспечивающих реализацию генетической информации в клетке.

Гипотеза оперона Жакоба и Моно стала фундаментальным открытием в молекулярной биологии, объяснив механизм регуляции генов у прокариот.