Operón lac | Regulación génica | Biología | Khan Academy en Español

Summary

El operón lac de E. coli es un sistema de regulación de la expresión génica que controla la digestión de la lactosa. Cuando no hay lactosa, la proteína represora se une al operador y evita la transcripción de los genes. Si la lactosa está presente, se forma alol lactosa que libera al represor, permitiendo la transcripción. Además, la presencia de glucosa, el azúcar preferido por la bacteria, afecta la producción de AMP cíclico, que regula la transcripción del operón lac. Con glucosa en exceso, la producción de AMP cíclico disminuye, reduciendo la transcripción y priorizando el uso de glucosa. Sin glucosa, la bacteria aumenta la transcripción del operón lac para aprovechar la lactosa.

Takeaways

• 😀 El operón lac es parte del genoma de E. coli y se relaciona con la lactosa.
• 🌟 Los genes lacZ, lacY y lacA codifican enzimas que participan en el metabolismo y absorción de la lactosa.
• 🔒 El promotor es la región donde se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción.
• 🚫 El operador es el sitio donde el represor puede unirse y bloquear la transcripción.
• 🔑 La proteína activadora de catabolitos (CAP) se une al sitio CAP y puede actuar como un activador de la transcripción.
• 🏞️ En ausencia de lactosa, la bacteria no transcribirá los genes del operón lac para no desperdiciar recursos.
• 🍶 La presencia de lactosa induce la transcripción del operón lac, ya que la alolactosa se une al represor y evita su unión al operador.
• 🍬 La bacteria prefiere consumir glucosa antes que lactosa, ya que es un azúcar más simple.
• 📈 En ausencia de glucosa, la concentración de AMP cíclico aumenta, lo que a su vez aumenta la transcripción del operón lac.
• 🔄 La presencia de glucosa y lactosa reduce la transcripción del operón lac debido a la baja disponibilidad de AMP cíclico.

Q & A

¿Qué es el operón lac y qué función cumple en la bacteria E. coli?

El operón lac es un conjunto de genes en el genoma de la bacteria E. coli que codifica enzimas involucradas en el metabolismo de la lactosa. Permite a la bacteria metabolizar y absorber lactosa cuando está disponible en el entorno.

¿Cuál es la función del gen lacZ en el operón lac?

El gen lacZ codifica para una enzima que ayuda a dividir la lactosa en azúcares simples, facilitando su uso como combustible por la bacteria.

¿Cómo funciona la absorción de lactosa a través de las membranas celulares según el operón lac?

El gen lacY codifica para una enzima que permite la absorción de lactosa a través de las membranas celulares, permitiendo que la bacteria utilice la lactosa como fuente de energía.

¿Cuál es el papel del gen lacA en el metabolismo de la lactosa?

El gen lacA, aunque su función es menos comprendida, está implicado en el metabolismo y la absorción de la lactosa, probablemente en conjunto con los otros genes del operón lac.

¿Qué sucede con la transcripción de los genes del operón lac cuando no hay lactosa en el entorno?

Cuando no hay lactosa, la proteína represora lac se une al operador, evitando la transcripción de los genes del operón lac. Esto es una estrategia para no desperdiciar recursos cuando la lactosa no está disponible.

¿Cómo actúa el alolactosa como inductor de la transcripción en el operón lac?

El alolactosa, un isómero de la lactosa, actúa como inductor de la transcripción. Cuando está presente, se une al represor lac, evitando que este se una al operador y permitiendo así la transcripción de los genes del operón.

¿Qué es el sitio CAP y cómo influye en la transcripción del operón lac?

El sitio CAP es donde la proteína activadora de catabolitos (CAP) puede unirse y actuar como un activador de la transcripción. Su unión al sitio CAP aumenta la transcripción de los genes del operón lac, especialmente cuando no hay glucosa en el entorno.

¿Cómo afecta la presencia de glucosa la transcripción de los genes del operón lac?

La presencia de glucosa reduce la producción de AMP cíclico, lo que a su vez disminuye la activación de la transcripción del operón lac por parte de la proteína CAP. La bacteria prefiere utilizar glucosa antes que lactosa debido a su simplicidad.

¿Cuál es la relación entre la concentración de AMP cíclico y la presencia de glucosa en la bacteria?

Cuando hay mucha glucosa, se inhibe la producción de AMP cíclico, lo que reduce la transcripción del operón lac. En contraste, cuando hay poca o ninguna glucosa, la producción de AMP cíclico no se inhibe, aumentando la transcripción de los genes del operón lac.

¿Qué sucede con la transcripción del operón lac cuando hay glucosa y lactosa presentes simultáneamente?

Aunque la presencia de lactosa permitiría la transcripción del operón lac debido al alolactosa, la presencia de glucosa reduce la producción de AMP cíclico, lo que disminuye la activación por parte de la proteína CAP y, por lo tanto, la transcripción de los genes del operón lac.