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:
ü Los genes estructurales: llevan información para
polipéptidos. 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
ü El promotor: 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 antes de los genes
estructurales.
ü El operador: elemento de
control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la
proteína reguladora. Se sitúa entre la región promotora y los genes
estructurales.
ü El gen regulador: 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.
ü Proteína reguladora: proteína codificada por el gen
regulador. Está proteína se une a la región del operador.
ü Inductor: sustrato o
compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.
El Operón lactosa, es un sistema inducible que está bajo control
negativo, de manera que la proteína reguladora, producto del gen regulador, es un represor que
impide la expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor. El
inductor del sistema es la
lactosa.
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| En la figura se muestra que en el operón lactosa el represor está situado en el operador deteniendo que la RNA polimerasa actué. |
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.
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| 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.
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| Operón lactosa: ARNm multigénico o policistrónico |
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