Regulación de la transcripción: el operón lacTranskripzioaren erregulazioa: lac operoia

Cambios postraduccionales o cotraduccionales. Relacionados con la actividad y la función de la proteína. Cada cambio tiene un cometido concreto en el funcionamiento de una proteína.

La expresión de los distintos genes dependerá de la situación. Los seres vivos producen proteínas solo cuando son necesarias; para ello hay secuencias de regulación insertadas en el DNA. Como las bacterias son un mecanismo más sencillo, las utilizaremos como ejemplo.

OPERÓN LAC (E.Coli) Como fuente para obtener energía se utiliza la glucosa, pero si hay lactosa y no hay glucosa, se enciende el operón lac. Algunas bacterias necesitan dos enzimas para utilizar la lactosa: permeasa (para entrar en la célula) y β-galactosidasa (para romper el enlace 1-4 de la glucosa y la galactosa); si no hay lactosa, estas dos enzimas no son necesarias. Las secuencias de DNA que codifican estas enzimas aparecen seguidas en el genoma bacteriano: los genes Z e Y.

El operón lac solo se transcribe cuando no hay glucosa; así, cuando se acaba la glucosa, se enciende el operón lac para poder utilizar la lactosa.

En el DNA hay tres secuencias reguladoras: el operador, el promotor y el represor.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE REGULACIÓN:

Genes estructurales:

Lac Z: codifica la galactosidasa

Lac Y: codifica la permeasa

Lac a: codifica la transacetilasa

Genes reguladores:

Lac I (represor): inhibe la RNA polimerasa.

Lac P (promotor/cebador)

Lac O (operador)

Zona CRP

TIPOS DE REGULACIÓN:

Positiva: a consecuencia del inductor de la glucosa. La molécula llamada efector lleva a cabo la transcripción.

Negativa: a consecuencia del inductor de la lactosa.

El represor detiene la transcripción.

El inductor se utiliza para iniciar la transcripción.

Lac I inhibe la RNA polimerasa. Cuando hay lactosa en el medio, se une al represor, se produce un cambio y entonces la RNA polimerasa es capaz de codificar los genes Z, Y y A.

Si en el medio hay lactosa y glucosa, no se da expresión de proteínas y la bacteria no tiene por qué degradar la lactosa, porque hay glucosa.

SI NO HAY LACTOSA:

El gen Lac I sintetiza el represor y se une al operón lac. Por tanto, al unirse la RNA polimerasa al cebador, no puede iniciar la transcripción. No se sintetizan las proteínas necesarias para metabolizar la lactosa.

SI HAY LACTOSA:

Un derivado de la lactosa (la alolactosa) se añade al represor, provocando un cambio conformacional; en consecuencia, Lac I no tiene afinidad por el operador. La alolactosa hace de inductor y el operador queda libre.

La RNA polimerasa puede llevar a cabo la transcripción de los genes, se activa la β-galactosidasa.

REGULACIÓN DE LA GLUCOSA:

El sensor de la glucosa es la proteína activadora por catabolito (CAP), un regulador positivo.

Lo regulan las proteínas AMP y CRP; este complejo se une alrededor del promotor Lac y facilita la unión de la RNA polimerasa.

Cuando no hay glucosa se lleva a cabo la síntesis de proteínas.

Cuando hay glucosa, se produce AMP pero no se une a la CAP; así, este no se unirá al promotor y no se producirá ningún impulso en la transcripción.

Cuando el nivel de glucosa es alto, el nivel de AMP es bajo; en consecuencia, no se une a la proteína CRP, la RNA polimerasa no se une al promotor y no se da transcripción.