Un operone triptofano, noto anche come operone trp, è una regione di una molecola di DNA in cui i geni che codificano per gli enzimi per il triptofano sono espressi quando l’amminoacido è basso. Il triptofano è uno dei 20 aminoacidi utilizzati all’interno delle cellule viventi. La sua produzione è stata ben studiata nei batteri Escherichia coli (E. coli).
Nella cellula E. coli, cinque geni codificano per triptofano. Questi sono collegati insieme, fianco a fianco, in una struttura chiamata operone. L’operone triptofano è inoltre costituito da ed è controllato da un sito dell’operatore. La trascrizione del DNA è controllata dalle proteine. Le proteine ??repressive possono legarsi al sito dell’operatore, bloccando la trascrizione dei geni e la produzione del triptofano.
Queste proteine ??repressive sono inattive quando l’amminoacido non è presente, quindi non si attaccano al sito dell’operatore per bloccare la produzione. Il sito dell’operatore è collegato a un sito promotore sull’operone triptofano, dove una molecola chiamata RNA polimerasi si attacca e può procedere lungo il gruppo genico per trascrivere i geni. Questo genera RNA messenger che codifica per triptofano. Questo processo di trascrizione è la base per la produzione di questo aminoacido.
Quando questo amminoacido è presente, si lega alla proteina repressore, che viene attivata e si lega al sito dell’operatore per bloccare qualsiasi trascrizione lungo l’operone del triptofano. Per semplificare questa descrizione, le molecole di aminoacidi cambiano effettivamente la forma del repressore in modo che sia in grado di adattarsi alla forma dell’elica del DNA. Ecco come viene bloccata la processione molecolare. Quando il triptofano non è presente, il repressore ha una forma diversa e non può adattarsi al DNA. La funzione del repressore nello disattivare la trascrizione genica viene definita controllo negativo.
L’operone trp è uno dei tanti operoni biosintetici nei genomi di ogni essere vivente. Il triptofano è noto come co-repressore, perché si attacca alla proteina repressa per fermare la trascrizione lungo l’operone del triptofano. Nel corpo umano, il triptofano è uno dei 10 aminoacidi coinvolti nella sintesi proteica. Un precursore della serotonina, che regola i modelli di sonno, l’umore e l’appetito, ha un ruolo importante. Le carenze di questo aminoacido possono causare carenze di serotonina, che provoca quindi sintomi come depressione, ansia, aumento di peso e insonnia.
Un eccesso di triptofano non è considerato tossico, ma provoca stanchezza. È nella maggior parte degli alimenti che contengono proteine, in particolare tacchino, banane, soia e tonno. Regolamentato dall’attivazione e dalla repressione dell’operone triptofano, questo amminoacido ha una funzione essenziale in tutte le cellule viventi, come E. coli, nonché nel corpo umano.