Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en E.
coli, de manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el
modelo genético del Operón que permite comprender como tiene lugar la
regulación de la expresión génica en bacterias.
Un Operón es grupo de genes estructurales cuya
expresión está regulada por los mismos elementos de control (promotor y
operador) y genes reguladores.
LOS PRINCIPALES
ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN OPERÓN SON LOS SIGUIENTES:
v Los genes
estructurales: llevan información para poli péptidos. Se
trata de los genes cuya expresión está regulada. Los operones bacterianos
suelen contener varios genes estructurales, son poligénicos o policistrónicos.
Hay algunos operones bacterianos que tienen un solo gene estructural. Los
operones eucarióticos suelen contener un sólo gen estructural siendo
monocistrónicos.
v El promotor
(P): se trata de un elemento de control que es
una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la ARN polimerasa
para comenzar la transcripción. Se encuentra inmediatamente antes de los genes
estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra P.
v El operador
(O): se trata de otro elemento de control que es
una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína
reguladora. El operador se sitúa entre la región promotora y los genes
estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra O.
v El gen
regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la
proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador. El gen
regulador está cerca de los genes estructurales del operón pero no está
inmediatamente al lado. Abreviadamente se le denomina gen i.
v Proteína
reguladora:
proteína codificada por el gen regulador. Está proteína se une a la región del
operador.
v Inductor:
sustrato o compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.
El Operón
lactosa, que abreviadamente se denomina Operón lac, es un sistema inducible que
está bajo control negativo, de manera que la proteína reguladora, producto del
gen regulador i, es un represor que impide la expresión de los genes
estructurales en ausencia del inductor. El inductor del sistema es la lactosa.
Como veremos más adelante, el operón lac también está bajo control positivo, ya
que existe otra proteína que estimula la
transcripción de los genes estructurales.
Los genes estructurales del operón lactosa son
los siguientes:
v El gen z+: codifica para
la βββ-galactosidasa que cataliza la
hidrolisis de la lactosa en glucosa más galactosa.
v El gen y+: codifica para
la galactósido permeasa que
transporta β-galactósidos al interior de
la célula bacteriana.
v El gen a+: codifica para
la tiogalactósido transacetilasa que cataliza la transferencia del grupo acetil
del acetil Coenzima A al 6-OH de un aceptor tiogalatósido. Este gen no está
relacionado con el metabolismo de la lactosa.
OPERÓN LACTOSA EN AUSENCIA DE LACTOSA
Sin embargo, en presencia del inductor (la lactosa), este se une a la
proteína reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región
operadora dejando acceso libre a la ARN polimerasa para que se una a la región
promotora y se transcriban los genes estructurales. Por consiguiente, la
presencia del inductor hace que se expresen los genes estructurales del operón,
necesarios para metabolizar la lactosa.
OPERÓN LACTOSA EN PRESENCIA DE LACTOSA
También
es conveniente recordar que los tres genes
estructurales del operón lactosa se transcriben juntos en un mismo ARNm,
es decir que los ARN mensajeros de bacterias suelen ser policistrónicos, poligénicos o multigénicos.
Sin embargo, en eucariontes los mensajeros suelen ser monocistrónicos o mono génicos, es decir,
corresponden a la transcripción de un solo gen estructural.
OPERÓN LACTOSA: ARNM MULTIGÉNICO O POLICISTRÓNICO
BIBLIOGRAFIA:
- www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r46453.PDF
- antología de biología molecular.
