¿Qué es el operón triptófano?

Un operón triptófano, también conocido como operón trp, es una región de una molécula de ADN en la que los genes que codifican enzimas para triptófano se expresan cuando el aminoácido es bajo. El triptófano es uno de los 20 aminoácidos utilizados dentro de las células vivas. Su producción ha sido bien estudiada dentro de la bacteria Escherichia coli (E. coli).

En la célula de E. coli, cinco genes codifican para triptófano. Estos están unidos, uno al lado del otro, en una estructura llamada operón. El operón triptófano también consiste y está controlado por un sitio de operador. La transcripción del ADN está controlada por proteínas. Las proteínas represoras pueden unirse al sitio del operador, bloqueando la transcripción de los genes y la producción de triptófano.

Estas proteínas represoras están inactivas cuando el aminoácido no está presente, por lo que no se unen al sitio del operador para bloquear la producción. El sitio del operador está vinculado a un sitio promotor en el operón triptófano, donde se une una molécula llamada ARN polimerasa y puede avanzar a lo largo del grupo de genes para transcribir los genes. Esto genera ARN mensajero que codifica el triptófano. Este proceso de transcripción es la base para la producción de este aminoácido.

Cuando este aminoácido está presente, se une a la proteína represora, que se activa y se une al sitio del operador para bloquear cualquier transcripción a lo largo del operón de triptófano. Para simplificar esta descripción, las moléculas de aminoácidos en realidad cambian la forma del represor para que pueda encajar dentro de la forma de hélice del ADN. Así es como se bloquea la procesión molecular. Cuando el triptófano no está presente, el represor tiene una forma diferente y no puede encajar en el ADN. La función del represor al desactivar la transcripción génica se denomina control negativo.

El operón trp es uno de los muchos operones biosintéticos en los genomas de todos los seres vivos. El triptófano se conoce como co-represor, porque se une a la proteína represora para detener la transcripción a lo largo del operón triptófano. En el cuerpo humano, el triptófano es uno de los 10 aminoácidos involucrados en la síntesis de proteínas. Un precursor de la serotonina, que regula los patrones de sueño, el estado de ánimo y el apetito, tiene un papel importante. Las deficiencias en este aminoácido pueden ocasionar deficiencias de serotonina, lo que luego produce síntomas como depresión, ansiedad, aumento de peso e insomnio.

Un exceso de triptófano no se considera tóxico, pero causa cansancio. Se encuentra en la mayoría de los alimentos que tienen proteínas, especialmente pavo, plátanos, soja y atún. Regulado por la activación y represión del operón triptófano, este aminoácido tiene una función esencial en todas las células vivas, como E. coli, así como en el cuerpo humano.