OPERON LAC

CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIOTAS. Cinética de la Inducción de galactosidasa beta en E. coli. La regulación metabólica es el incremento o el decremento de una reacción enzimática o de toda una secuencia de reacciones enzimáticas de las rutas metabólicas.

GENERALIDADES Genes más especializados cuya información sólo es requerida por la célula bajo ciertas circunstancias. En bacterias, la regulación génica permite responder a cambios en su medio ambiente de manera rápida y precisa. Las bases sobre la regulación de la expresión génica en bacterias fueron propuestas por François Jacob y Jacques Monod en 1961. Ambos, junto con André Lwoff, compartieron el Premio Nobel de 1965 por su teoría del operón.

GENERALIDADES Las bacterias tienen vías metabólicas para varios azúcares, si se expresaran todas implicaría un enorme gasto de energía. Los genes inducibles son aquellos en los que la presencia de una sustancia (un inductor) en el medio ambiente, enciende la expresión de uno o más genes (genes estructurales) involucrados en el metabolismo de tal sustancia ejemplos: la lactosa induce la expresión de los genes del operon lac. La inducción es común en las rutas metabólicas que dan como resultado el catabolismo de una sustancia y el inductor es normalmente el sustrato de esa ruta.

OPERON LAC “Operón”: Se define como una unidad genética funcional formada por un grupo o complejo de genes capaces de ejercer una regulación de su propia expresión por medio de los sustratos con los que interaccionan las proteínas codificadas por sus genes. Los genes involucrados en la utilización de la Lactosa como fuente de carbono, se encuentran agrupados y codifican para enzimas que participan en la misma vía metabólica.

COMPOSICIÓN. a) Genes estructurales (en tándem). gen lac z codifica para la β-galactosidasa el gen lac y que codifica para la permeasa de galactosido. el gen lac a, codifica para la acetiltransferasa de tiogalactósido. Se transcriben desde un promotor común en un mRNA polícistrónico, el cual es traducido para dar lugar a las tres enzimas.

COMPOSICIÓN b)Promotor Sitio donde la polimerasa de RNA se une al DNA antes del inicio de la transcripción.

COMPOSICIÓN. C) Operador Por lo general se localiza adyacente a o en traslape con el promotor , sirve como el sitio de unión para una proteína, que se conoce como represor (ejemplo de proteína reguladora de genes). La proteína reguladora de genes reconoce una secuencia especifica dentro del DNA y se une a esta con alta afinidad.

COMPOSICIÓN d) Gen Regulador. La expresión de los genes estructurales también esta controlada por un gen regulador específico. El gen regulador puede estar cerca o lejos de los genes que están siendo regulados. El gen regulador codifica para una proteína específica, un producto denominado REPRESOR.

En este tipo de operador inducible como lac, la proteína represora sólo puede unirse al DNA en ausencia de lactosa, que funciona como un INDUCTOR.

CONTROL POSITIVO POR cAMP. La concentración de cAMP en las células se relaciona con la presencia de glucosa en el medio; a mayor concentración de glucosa, menor concentración de cAMP. El cAMP actúa en las células procariotas al unirse a una proteína, en este caso la proteína receptora de cAMP (CAP) . Aunque el CAP es incapaz de unirse al DNA, el complejo cAMP-CAP reconoce y se une a un sitio especifico de la región de control de lac, aumentando la afinidad de la región promotora por la ARN polimerasa, lo que estimula la transcripción del Operón. La presencia del complejo cAMP-CAP es necesaria para la transcripción del Operón, aun cuando la lactosa esta presente y el represor es inactivo.