La Regulación genética en los procariotes
El DNA procariotico con frecuencia se organiza en paquetes coherentes llamados operones, en los que radican los genes para funciones interrelacionadas. Un operón consta de cuatro partes:
– un gen regulador que controla el tiempo y la velocidad de transcripción de otros genes.
– un promotor, cuya RNA polimerasa reconoce el sitio de inicio de la transcripción.
– un operador, que gobierna el acceso de la RNA polimerasa al promotor.
– los genes estructurales, los cuales codifican las enzimas relacionadas o lasproteínas estructurales.
Todos los operones son regulados como unidades, de tal manera surge la necesidad de que las enzimas relacionadas funcionalmente sean sintetizadas de manera simultánea.
Los operones procarióticos son regulados de diferentes maneras, de acuerdo con las funciones que controlen. Algunos operones sintetizan las enzimas necesarias para la célula casi todo el tiempo, como las enzimas que sintetizan aminoácidos.
Estos operones en general se transcriben de manera continua, excepto bajo circunstancias poco comunes cuando la bacteria tiene un exceso de un aminoácido en particular.
Otros operones sintetizan enzimas que son necesarias sólo ocasionalmente, por ejemplo para digerir una sustancia alimenticia rara. Son transcritos sólo cuando la bacteria se encuentra con ese alimento raro.
Como ejemplo del último tipo de operón, consideremos la bacteria intestinalEscherichia coli. Esta bacteria debe vivir de cualquier tipo de nutrientes que suhuéspedingiera, puede sintetizar gran variedad de enzimas para metabolizaruna amplia variedad de alimentos.
Los genes que codifican la mayor parte de estas enzimas son transcritos cuando se necesitan las enzimas. Las enzimas que metabolizan lactosa, el principal azúcar de la leche, son un ejemplo.
El operón de la lactosa contiene tres genes estructurales y cada uno codifica una enzima que ayuda en el metabolismo de la lactosa.
El operón de la lactosa es desactivado o reprimido a menos que sea activado específicamente por la presencia de lactosa. El gen regulador del operón de la lactosa dirige la síntesis de la llamada proteína represora, que se une al sitio del operador.
La RNA polimerasa, que aún es capaz de unirse al promotor, no puede pasar a la proteína represora y transcribir los genes estructurales.
Cuando la E. coli coloniza los intestinos de un mamífero recién nacido, se encuentran bañados en un mar de lactosa mientras su huésped se cría con la leche materna.
Las moléculas de lactosa entran a la bacteria y se unen a las proteínas represoras, cambiando su forma. La combinación lactosa-represor no puede unirse al sitio operador. Por lo tanto, cuando la RNA polimerasa se une con elpromotor del operón de la lactosa, puede transcribir los genes estructurales.
Las enzimas que metabolizan la lactosa son sintetizadas, lo que permite que la bacteria utilice lactosa como una fuente de energía.
Después de que el mamífero es destetado, casi nunca consume leche de nuevo. La bacteria intestinal no encontrará más lactosa, las proteínas represoras son liberadas para unirse unirse con el operador y se desativan los genes del metabolimo de lactosa.
Fuente: Apuntes de la materia de Biología de la Unideg
