ラクトースオペロンのリプレッサー

質問

生化学の教科書でラクトースオペロンの辺りを読んでいて疑問に思いました。
ラクトースオペロンは、ラクトースを分解する必要がないときに無駄に酵素を作るのを節約する仕組みですね。
ですが、リプレッサーはときどきオペレータから外れるので、
調節遺伝子は常に発現し、リプレッサーを作り続けているようです。
これでは、作るタンパク質の種類を変えただけで、
構造遺伝子群の酵素を作り続けるのとあまり差がないのではないでしょうか。

それとも
リプレッサーは酵素よりずっと小さいタンパク質なので無駄が少ないとか、
リプレッサーはたまにしか外れないので、リプレッサーを作る速さも遅い、
なんていうことがあるのでしょうか？
節約の効果を考える上で肝心なことだと思うのですが、数冊の生化学の教科書を読んでも書いてないようです。

回答No.4

guragura77 · ベストアンサー

どんな教科書をお使いなのかわかりませんが、少なくとも「ヴォート基礎生化学」や生化学じゃありませんが Lewin の「遺伝子」などには書いてありますね。
前の回答者も書いている通り、リプレッサーは細胞内にごく少量（５－１０個程度）しか存在しませんが、代謝酵素は大量に（誘導後数分で数千分子以上）つくられます。
差は歴然としています。

お礼

ご回答ありがとうございました。
よくない教科書については実名報道を避けますね。
分子数が100倍も違うのですね。ちゃんとした教科書で勉強しないとわからないことも多いですね。入門書で全体像を理解したら、あとは詳しい教科書をみないとダメですね。
詳しくは最初の方へのお礼に書かせていただきました。

回答No.3

teru-arai

済みません、＃２です。さきのもの途中からコピペしてしまいました。コピペし直しました。
　タンパク質はその種類により細胞内の量は様々です。例えばヒトなどの細胞では、核内タンパク質の半分くらいをヒストンと呼ばれるタンパク質が占めていまし、細胞骨格を作るタンパク質も大量に存在しています。しかし、転写制御系のタンパク質は量が少なく、例えば甲状腺ホルモンリセプター等は発現している細胞でも細胞あたり２～３千分子しか有りません。
　ラクトースオペロンは大腸菌に一個しか無く、簡単のために極端な言いかをすれば、それに結合するリプレッサーは細胞あたり1分子（単量体として）有ればいいことになります。ラクトースを分解して大腸菌が生きていくためにはラクトース分解酵素は1個じゃ全然足りないでしょう。リプレッサーが細胞あたり1分子という事はないとは思いますが、ラクトース分解酵素ほどの量が要らないことは明白です。リプレッサーとラクトース分解酵素では有効に働くのに必要なタンパク量が天と地ほど異なるので、少なくて済む方を使用していると思います。
　それから” ラクトースオペロンは、ラクトースを分解する必要がないときに無駄に酵素を作るのを節約する仕組みですね”というのは変な日本語だと感じるのですが、教科書に書いてあったのですか？”リプレッサーはラクトースを分解する必要がないときに無駄に酵素を作るのを節約する仕組み”という文章なら正しいと思うのですが？

回答No.2

teru-arai

くらいをヒストンと呼ばれるタンパク質が占めていまし、細胞骨格を作るタンパク質も大量に存在しています。しかし、転写制御系のタンパク質は量が少なく、例えば甲状腺ホルモンリセプターは発現している細胞でも細胞あたり２～３千分子しかありません。
　ラクトースオペロンは大腸菌に一個しか無く、簡単のために極端な言いかをすれば、それに結合するリプレッサーは細胞あたり1分子（単量体で作用するとして）有ればいいことになります。ラクトースを分解して大腸菌が生きていくためにはラクトース分解酵素は1個じゃ全然足りないでしょう。リプレッサーが細胞あたり1分子という事はないとは思いますが、ラクトース分解酵素ほどの量が要らないことは明白です。リプレッサーとラクトース分解酵素では有効に働くのに必要なタンパク量が天と地ほど異なるので、少なくて済む方を使用していると思います。
　それから” ラクトースオペロンは、ラクトースを分解する必要がないときに無駄に酵素を作るのを節約する仕組みですね”というのは変な日本語だと感じるのですが、教科書に書いてあったのですか？”リプレッサーはラクトースを分解する必要がないときに無駄に酵素を作るのを節約する仕組み”という文章なら正しいと思うのですが？

お礼

ご回答とご指摘ありがとうございました。
たしかに、おかしな日本語ですね。リプレッサーだけでなく、それを受けるオペレータ領域や、構造遺伝子群がひと続きで転写される仕組みなど、これらの一連のものを総称したかったのですが・・・「ラクトースオペロンなどの仕組み」といえばよかったですね。
詳しくは最初の方へのお礼に書かせていただきました。

回答No.1

otx

単純に、、、

オペロンには遺伝子群が存在します。
遺伝子「群」です。

今のシステムで
ときどきはずれて、たまに作られるリプレッサー１つと

仮に今と違うシステムで
常に作られる遺伝子「群」

このどちらに無駄があるか、
はやり今の方が無駄が少ないと思います。

お礼

ご回答ありがとうございました。
私、生化学は専門外なので、入門書を読んでいたのですが、オペロン説を、単に「段取り」として説明しているものが多く見られました。
中には「リプレッサー」がオペレータ領域に結合したら、もう構造遺伝子がまったく働かなくなるのではないかと思わせるような書き方をしているものもありました。
この一連の仕組みをしっくりと理解するのには、大腸菌にとって生存率を高める要因（進化学で言う究極要因）による説明が必要だろうと思って、考えてうちに今回の質問にたどり着きました。
みなさんの説明でなっとくが行きました。お礼申し上げます。