L'opéron lactose : introduction

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Un peu d'histoire

Avec l’étude de l’opéron lactose, François Jacob, Jacques Monod et André Lwoff ont été les premiers scientifiques à décrire un système de régulation de la transcription des gènes. Ils proposent l’existence de deux classes de gènes qu’ils différencient par leur fonction : les gènes structuraux et les gènes régulateurs. C’est à partir de ces travaux qu’est né le concept de la régulation génique. (Prix Nobel de physiologie et médecine en 1965).

[La définition des termes écrits en rouge vous est proposée à la fin de cette rubrique sous forme d'index]

Qu'est-ce-qu'un opéron ?

Le contrôle concerté de l'expression des gènes est essentiel pour le maintien équilibré de la croissance cellulaire. Ce contrôle permet à la cellule d'ajuster ses synthèses aux conditions environnementales. Chez les procaryotes (comme par exemple, la bactérie Escherichia coli), les gènes impliqués dans un même processus métabolique peuvent être groupés sur le chromosome et placés sous contrôle d'un promoteur commun. On parle d'unité de transcription autrement dit d'opéron (un ARNm est transcrit à partir de cette unité de transcription, il est polycistronique, c’est-à-dire qu’il contient l’information nécessaire à la synthèse de différentes protéines). De plus, le promoteur est "régulable" et l'expression coordonnée des gènes d'un opéron est sous le contrôle de protéines régulatrices. 

Les protéines de régulation

Les protéines de régulation régulent le taux de transcription en se liant à l'ADN au niveau de séquences spécifiques au voisinage des promoteurs.
Eles peuvent:

• autoriser l'initiation de la transcription, "allumant" le gène. Elles sont alors dites inducteurs et la régulation est positive (il y a induction transcriptionnelle).
• ou interdire l'initiation de la transcription, "éteignant" le gène. Elles sont alors dites répresseurs et la régulation est négative (il y a répression transcriptionnelle).

Elles peuvent être:

• actives (se liant directement à l'ADN) et peuvent donc être inactivées par liaison à un ligand (L).
• inactives (ne se liant pas à l'ADN) et peuvent donc être activées par liaison à un ligand (L).

C'est le ligand qui, en modifiant l'activité de protéines de régulation, sert de "signal". C'est donc la présence de ligand qui témoigne du niveau des besoins ou des non besoin de l'expression de certains gènes.

> Le répresseur de l'opéron lactose
> Présentation de l'opéron lactose
> Régulation négative, levée de l'inhibition de la transcription
> Régulation positive, répression catabolique
> Conclusion
> Index