6. 유전자 발현조절 > (2) Trp Operon

tryptophan operon에 대한 개략도 (Copyright 2023. 이규현 all rights reserved.)

  지난 포스팅에서 E.coli(대장균)의 lactose operon에 대해 다루었다. 이번에는 tryptophan operon(트립토판 오페론)에 대해 다룰 것이다. E.coli에게 tryptophan은 중요하다. 주변 환경으로부터 얻기도 힘들며, 아미노산 중에서 가장 적다. (그래도 tryptophan permease는 갖고있다.) 따라서 tryptophan 합성효소를 통해 만들어내는데, 이 과정은 여러 단계로 이루어져있다. A -> B -> C -> ... -> E로 이어지는 과정을 매개하는 효소가 각각 a, b, c, ..., e라고 하자. structure gene에는 a~e효소에 대한 유전자가 담겨있다. 보통의 상황에서 tryptophan 합성효소는 계속 발현되어야 한다. 따라서 repressor(조절 단백질)은 평소에는 operator에 결합할 수 없는 구조를 갖는다. 이렇게 되면 RNA polymerase는 structure gene을 전사할 수 있다. 평소에 tryptophan operon은 이렇게 open돼있다.

 

  그러나, 외부에 trptophan이 충분한 상황인 경우 더이상 합성효소를 발현할 필요가 없다. tryptophan은 repressor에 결합하여 repressor의 구조를 operator에 결합 가능하도록 바꾼다. 이제 repressor는 operator에 결합하여 tryptophan 합성효소의 발현을 막는다. 즉, operon은 close(폐쇄)된다. 따라서, repressor는 inhibitor(저해제)로, tryptophan과 결합한 repressor는 co-inhibitor(공동 억제제)로 작용하므로, tryptophan operon은 억제성 오페론이라고 한다.

 

  이외에도 lactose operon과의 차이가 있는데, 바로 CAP이 불필요하다는 것이다. lactose operon에서는 RNA polymerase가 structure gene을 전사하는 상황이 드물게 일어나므로, CAP이 이를 촉진했다면, tryptophan operon에서는 평상시에 전사가 잘 일어나므로 CAP의 도움이 필요없다.

 

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