Les opérons procaryotes sont de bons exemples pour comprendre les mécanismes de régulation de l’expression génique. L’opéron lactose est le plus décrit car c’est le premier qui a été découvert. D’autres opérons, tels que l’opéron tryptophane (Fiche 27) ou l’opéron arabinose sont aussi bien décrits et font intervenir des mécanismes différents.
La structure en opéron ou gène « polycistronique » (Fiche 17) intervient généralement dans une voie métabolique lorsqu’il est nécessaire de dégrader un substrat, tel qu’une source de carbone, ou synthétiser un produit, tel qu’un acide aminé. L’intérêt de cette structure est de mettre en place simultanément toutes les enzymes impliquées dans une voie métabolique. Dans l’exemple ci-dessous (Figure 26.1), si un substrat X doit être transformé en produit Z, les enzymes A et B nécessaires à ce métabolisme feront partie du même opéron.
Pour qu’un opéron fonctionne correctement, il doit être régulé. En effet, quel intérêt de synthétiser les enzymes permettant de dégrader un substrat si celui-ci n’est pas présent ? Il faut donc synthétiser les enzymes au moment ou elles sont nécessaires. En termes de régulation, il faut distinguer les opérons cataboliques des opérons anaboliques. Les premiers doivent être exprimés quand le substrat est présent (pour le dégrader) tandis que les seconds sont exprimés quand le produit est absent (pour le synthétiser).
Ces opérons servent à dégrader un substrat dans la cellule. En général, ce sont des sources de carbone (des sucres) qui vont servir à fournir d…