Un opéron tryptophane, également connu sous le nom d’opéron trp, est une région d’une molécule d’ADN dans laquelle les gènes qui codent pour les enzymes du tryptophane sont exprimés lorsque l’acide aminé est faible. Le tryptophane est l’un des 20 acides aminés utilisés à l’intérieur des cellules vivantes. Sa production a été bien étudiée au sein des bactéries Escherichia coli (E. coli).
Dans la cellule E. coli, cinq gènes codent pour le tryptophane. Ceux-ci sont liés entre eux, côte à côte, dans une structure appelée opéron. L’opéron tryptophane est également constitué et contrôlé par un site opérateur. La transcription de l’ADN est contrôlée par des protéines. Les protéines répresseurs peuvent s’attacher au site de l’opérateur, empêchant les gènes d’être transcrits et le tryptophane d’être produit.
Ces protéines répressives sont inactives lorsque l’acide aminé n’est pas présent, elles ne se fixent donc pas au site opérateur pour bloquer la production. Le site opérateur est lié à un site promoteur sur l’opéron tryptophane, où une molécule appelée ARN polymérase se fixe et peut procéder le long du groupe de gènes pour transcrire les gènes. Cela génère un ARN messager qui code pour le tryptophane. Ce processus de transcription est à la base de la production de cet acide aminé.
Lorsque cet acide aminé est présent, il se lie à la protéine répresseur, qui est activée et se lie au site opérateur pour bloquer toute transcription le long de l’opéron tryptophane. Pour simplifier cette description, les molécules d’acides aminés modifient en fait la forme du répresseur afin qu’il soit capable de s’adapter à l’intérieur de la forme en hélice de l’ADN. C’est ainsi que la procession moléculaire est bloquée. Lorsque le tryptophane n’est pas présent, le répresseur a une forme différente et ne peut pas s’intégrer dans l’ADN. La fonction du répresseur dans la désactivation de la transcription génique est appelée contrôle négatif.
L’opéron trp est l’un des nombreux opérons biosynthétiques dans les génomes de chaque être vivant. Le tryptophane est connu comme un co-répresseur, car il se fixe à la protéine répressive pour arrêter la transcription le long de l’opéron tryptophane. Dans le corps humain, le tryptophane est l’un des 10 acides aminés impliqués dans la synthèse des protéines. Précurseur de la sérotonine, qui régule les habitudes de sommeil, l’humeur et l’appétit, il joue un rôle important. Les carences en cet acide aminé peuvent entraîner des carences en sérotonine, qui entraînent ensuite des symptômes tels que la dépression, l’anxiété, la prise de poids et l’insomnie.
Un excès de tryptophane n’est pas considéré comme toxique, mais il provoque de la fatigue. Il se trouve dans la plupart des aliments qui contiennent des protéines, en particulier la dinde, les bananes, le soja et le thon. Régulé par l’activation et la répression de l’opéron tryptophane, cet acide aminé a une fonction essentielle dans toutes les cellules vivantes, comme E. coli, ainsi que dans le corps humain.