Concetti Chiave
- L'operone lac è composto da sei loci genetici, di cui tre (Z, Y, A) codificano enzimi per il catabolismo del lattosio e tre sono coinvolti nella regolazione della trascrizione.
- In assenza di lattosio, una proteina repressore si lega all'operatore, bloccando la trascrizione dei geni Z, Y e A.
- La presenza di lattosio induce un cambiamento nella proteina repressore, che perde la capacità di legarsi al DNA, permettendo così la trascrizione dei geni.
- La proteina CAP interagisce con l'AMP ciclico, facilitando la progressione dell'RNA polimerasi e attivando positivamente la trascrizione.
- Il meccanismo di regolazione dell'operone lac è essenziale per l'utilizzazione efficiente del lattosio da parte della cellula.
Osserviamo ora alcuni particolari dell’operone lac, secondo il modello dovuto al lavoro paziente di Jacob e Monod. L’operone comprende sei loci genetici; tre di essi (Z, Y, A) codificano tre proteine enzimatiche per l’utilizzazione (catabolismo) del lattosio, gli altri tre (sito Cap, operatore, promotore) non vengono trascritti e costituiscono solo loci di regolazione della trascrizione degli altri geni.
Funzionamento del repressore
Una proteina repressore, prodotta da un gene regolatore, R (il gene regolatore non fa parte dell’operone), in assenza di lattosio normalmente interagisce con l’operatore e impedisce la progressione dell’RNA polimerasi lungo il DNA; in questo modo si attua il blocco della trascrizione dei tre geni strutturali Z, Y, A.
Ruolo del lattosio e della proteina CAP
Quando è presente, il lattosio interagisce con la proteina repressore (proteina allosterica) e ne induce una variazione della conformazione, che non risulta più idonea pertanto ad interagire con il DNA; il repressore lascia l’operatore e la trascrizione dei geni viene indotta.
Del meccanismo di regolazione genica fa parte un’altra proteina allosterica, la proteina CAP, che interagendo con una molecola di AMP ciclico, regola in modo positivo, poiché è atta a legarsi con il sito CAP e a consentire una più efficace progressione dell’enzima RNA polimerasi.
Sintesi dell'operone lac
L’operone per l’utilizzazione del lattosio comprende sei loci genici, di cui tre (Z,Y,A) codificano per proteine enzimatiche e gli altri tre sono regolatori. In assenza di lattosio una proteina repressore lac interagisce con l’operatore e disattiva l’operone. Presente il lattosio (induttore) il repressore viene inattivato.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale dell'operone lac?
- Come agisce il lattosio sul repressore dell'operone lac?
- Qual è il ruolo della proteina CAP nell'operone lac?
L'operone lac regola l'utilizzazione del lattosio attraverso sei loci genetici, di cui tre codificano per enzimi e tre sono responsabili della regolazione della trascrizione (sito Cap, operatore, promotore).
In presenza di lattosio, questo interagisce con la proteina repressore, inducendo un cambiamento di conformazione che le impedisce di legarsi all'operatore, permettendo così la trascrizione dei geni Z, Y e A.
La proteina CAP, legandosi a una molecola di AMP ciclico, regola positivamente la trascrizione, facilitando la progressione dell'enzima RNA polimerasi sul DNA.
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