Un opéron est un groupe de gènes qui sont lus ensemble comme une seule unité. Les opérons sont généralement sous le contrôle d’une seule région génique qui dirige la lecture, appelée promoteur. Selon l’organisme, une ou plusieurs protéines s’assemblent au niveau du promoteur pour stimuler la lecture des gènes. Les gènes sont souvent lus, ou transcrits, sous la forme d’un seul long transcrit, mais ce n’est pas toujours le cas. Seuls les organismes simples, comme les bactéries, contiennent des opérons, et ces gènes sont chacun de longues portions d’ADN spécialisées pour une tâche particulière.
Le contrôle d’un opéron est étroitement régulé chez les bactéries. Tout comme il existe des protéines qui activent les opérons, il existe des protéines qui peuvent désactiver l’opéron. Lorsqu’ils sont activés, les opérons sont dits induits et lorsqu’ils sont désactivés, ils sont dits réprimés. En général, l’interaction avec les protéines les active et la dissociation des protéines les désactive, mais l’inverse peut également être vrai, selon les opérons.
Les protéines qui activent un opéron sont appelées activateurs, tandis que celles qui désactivent les opérons sont appelées inhibiteurs. À tout moment, des activateurs et des inhibiteurs sont disponibles dans la cellule. La plupart des activateurs et inhibiteurs agissent en stimulant ou en bloquant le promoteur. Certains opérons sont sous un contrôle plus complexe que cela, s’appuyant également sur des activateurs ou des inhibiteurs qui interagissent avec l’ADN loin d’eux. Ces molécules lointaines sont souvent appelées effecteurs ou molécules allostériques.
La combinaison d’une structure simple et d’un contrôle strict a entraîné la généralisation des opérons parmi les bactéries. Un opéron est un motif évolutif efficace qui fonctionne dans une variété d’environnements. Alors que l’environnement immédiat des opérons peut parfois avoir un impact sur leur productivité, en particulier si la température ou le pH dans une cellule n’est pas à un niveau optimal, leur structure générale reste toujours la même. Les gènes à l’intérieur des opérons ne sont jamais découplés les uns des autres, et quel que soit le stress sur une cellule, ils sont toujours transcrits ensemble et dans leur intégralité.
Une variété d’opérons est bien caractérisée dans de nombreuses espèces de bactéries, et ils ont des fonctions diverses parmi les différents organismes. Il existe des opérons qui gèrent la production d’acides aminés, qui sont les éléments constitutifs des protéines, et des opérons qui gèrent le métabolisme des sucres. Ce sont des éléments génétiques extrêmement polyvalents, permettant à des gènes qui font des choses très différentes de travailler ensemble de concert.