【30】トリプトファンオペロン
消化酵素、ホルモン、抗体、サイトカイン、神経伝達物質など...。生物には、“必要な時”に“必要な物質”を用意する仕組みがある。
原核生物の大腸菌も、“トリプトファンが無い時（トリプトファンが欲しい時)”に“トリプトファン合成酵素”を用意して、トリプトファンを合成できる。
遺伝情報をDNAからmRNA に“転写”し、さらにmRNAからタンパク質に“翻訳”するにも、資源（ヌクレオチドやアミノ酸、トリプトファンの前駆体なども！）とエネルギー（ATP）が必要になる。大腸菌にしてみれば、トリプトファンが充分に有る時は、あえてトリプトファン合成酵素”の遺伝子を発現（転写＆翻訳）してまでトリプトファンを合成する必要はない。
大腸菌の“トリプトファンオペロン”では、トリプトファンと結合した調節タンパク質が、“リプレッサー”（抑制因子）として、トリプトファン合成に関わる5つの遺伝子の発現をまとめて抑制している。
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【補足】
- トリプトファン（タンパク質を構成する20種類のアミノ酸の一つ。略号は“Trp”または“W”。5種類の酵素により、グルタミンなどから段階的に合成される。）
- 調節遺伝子（“調節タンパク質”の遺伝情報が書き込まれた“塩基配列”。）
- 調節タンパク質（他の遺伝子の発現を調節するタンパク質。転写を抑制する場合は“リプレッサー”、転写を促進する場合は“アクチベーター”と呼ばれることもある。）
- オペレーター（原核生物におけるDNAの転写調節に関わる“塩基配列”。調査タンパク質が結合することで、複数の遺伝子の発現を一括して抑制、または促進する。）
- プロモーター（遺伝子の発現に先立って、RNAポリメラーゼが結合する“塩基配列”。プロモーターにRNAポリメラーゼが結合しなければ、mRNAが合成されず、遺伝子は発現しない。）
- 構造遺伝子（mRNAに転写され、タンパク質に翻訳される塩基配列。トリプトファンオペロンでは、trpE，trpD，trpC，trpB，trpAの遺伝子群は“構造遺伝子”だけれど、プロモーターやオペレーターは“構造遺伝子”ではない。）
- オペロン（原核生物において、共通の調節タンパク質とオペレーターにより、一括して転写調節を受ける連続する複数の構造遺伝子。もしくは、プロモーター領域＆オペレーター領域＆複数の構造遺伝子のセット。原核生物にはイントロンが無いため、複数の構造遺伝子はまとめて１本のmRNAに転写される。）
- エキソン（DNAからmRNA前駆体に”転写“され、さらにmRNAからタンパク質に”翻訳“される遺伝情報。）
- イントロン（DNAからmRNA前駆体に”転写“されるものの、mRNAからタンパク質には”翻訳“されない遺伝情報。原核生物では見つかっていない。）
- スプライシング（真核生物において、mRNA前駆体から”イントロン“を切り取り、”エキソン“だけを繋げてmRNAを作る手続き。）
【参考資料】
- 吉里勝利（2018）.『改訂 高等学校 生物基礎』.第一学習社
- 浅島 誠（2019）.『改訂 生物基礎』.東京書籍
- 吉里勝利（2018）.『スクエア最新図説生物neo』.第一学習社
- 浜島書店編集部（2018）.『ニューステージ新生物図表』.浜島書店
- 大森徹（2014）.『大学入試の得点源 生物［要点］』.文英堂
- 福岡伸一（2009）.『世界は分けてもわからない』.講談社:
