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El inductor es cualquier cosa (proteína, azúcar, hormona) que obliga a los factores de transcripción a asociarse e iniciar la producción de ARNm a través de la ARN polimerasa, cambiando otro metabolismo a un nivel basal, produciendo posteriormente un producto de mayor proteína influenciado por el inductor.
El lacón Operon y su inducción.
El primer sistema de control para la producción de enzimas elaborado a nivel molecular describió el control de las enzimas que se producen en respuesta a la presencia de la lactosa de azúcar en las células de E. coli . El trabajo fue realizado por Jacob y Monod, por lo que fueron galardonados con el Premio Nobel. El siguiente es el camino que conduce a la producción de glucosa y galactosa.
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Lactosa ———————————–> Glucosa + Galactosa
ß-galactosidasa
Varias proteínas involucradas en el metabolismo de la lactosa en la célula de E. coli . Son:
- ß-galactosidasa: convierte la lactosa en glucosa y galactosa
- Permeasa de ß-galactosida: transporta la lactosa a la célula
- ß-galactoside transacetylase – función desconocida
La investigación con este sistema se agregó en gran medida por la disponibilidad de mutantes constitutivos . Un mutante constitutivo es uno en el que el producto génico se produce continuamente, es decir, no hay control sobre su expresión. En estos mutantes, las proteínas anteriores se produjeron todo el tiempo en comparación con el tipo salvaje donde las proteínas solo aparecían en presencia de lactosa. Entonces, en estos mutantes, la mutación debe ser un gen diferente a los responsables de los genes estructurales.
Todos los genes involucrados en el control de esta vía están ubicados uno al lado del otro en el cromosoma de E. coli . Juntos forman un operón. La siguiente es la estructura genética del operón.
Circuito de control para el lacón Operon.
Salida a bolsa || Z | Y | Un |
_________________________________________________________
Controlando || Región de genes estructurales
lac Operon Gene
Función génica
I- Gen de la proteína represora.
P- Promotor
O- Operador
lac Z- Gene para ß-galactosidasa
lac Y- Gene para ß-galactoside permeasa
lac A- Gene para ß-galactoside transacetylase
Operon – un grupo de genes estructurales que se expresan como un grupo y su promotor y operador asociado
¿Como funciona el sistema? Sin lactosa en la célula, la proteína represora se une al operador y evita la lectura de la ARN polimerasa en los tres genes estructurales. Con la lactosa en la célula, la lactosa se une al represor. Esto provoca un cambio estructural en el represor y pierde su afinidad por el operador. Así, la ARN polimerasa puede unirse al promotor y transcribir los genes estructurales. En este sistema la lactosa actúa como una molécula efectora.
Molécula efectora : una molécula que interactúa con el represor y afecta la afinidad del represor por el operador.
Con la información anterior, ahora podemos predecir el efecto que varios mutantes tendrán en la expresión del gen lac operón.
Gen lac mutante
Fenotipo mutante
I- Expresión constitutiva porque el operador nunca está cerrado.
Expresión O- constitutiva porque la proteína represora no puede unirse
P- sin expresión del operón porque la ARN polimerasa no puede unirse
lac Z- no hay producción de glucosa o galactosa a partir de la lactosa
lac Y- no hay inducción porque la lactosa no se llevará a la célula
Catabolito represion del lac operon.
La lactosa no es la fuente de carbohidratos preferida para E. coli . Si la lactosa y la glucosa están presentes, la célula utilizará toda la glucosa antes de que se active el operón lac . Este tipo de control se denomina represión de catabolitos . Para prevenir el metabolismo de la lactosa, existe un segundo nivel de control de la expresión génica. El promotor del operón lac tiene dos sitios de unión. Un sitio es la ubicación donde se une la ARN polimerasa. La segunda ubicación es el sitio de unión para un complejo entre la proteína activadora de catabolitos (CAP) y el AMP cíclico (cAMP) . La unión del complejo CAP-cAMP al sitio del promotor es necesaria para la transcripción del operón lac . La presencia de este complejo está estrechamente asociada con la presencia de glucosa en la célula. A medida que aumenta la concentración de glucosa, la cantidad de cAMP disminuye. A medida que el cAMP disminuye, la cantidad de complejo disminuye. Esta disminución en el complejo desactiva el promotor, y el operón lac se desactiva. Debido a que el complejo CAP-cAMP es necesario para la transcripción, el complejo ejerce un control positivo sobre la expresión del operón lac .
Copyright © 1997. Phillip McClean
Espero eso ayude.