Meccanismi di regolazione dell'espressione genica nell'operone LAC

Regolazione dell'espressione genica

L’espressione genica dell’operone LAC può essere regolata più finemente che semplicemente con il meccanismo “acceso-spento” appena illustrato, si può infatti regolare il livello di trascrizione; ipotizziamo quindi le due situazioni principali in cui può trovarsi un E.Coli:

Condizioni di massimo potenziamento

• nel terreno di coltura c’è solo lattosio e non glucosio, vi è quindi un potenziamento della trascrizione dei geni strutturali dell’operone; in assenza di glucosio l'adenilato ciclasi trasforma l'ATP in AMPciclico: quando ci sono livelli elevati di AMPciclico questo si associa a una proteina (CAP), formando un complesso attivatore della trascrizione che si lega al promotore, spingendo al massimo l'attività di RNA polimerasi. Questa è la situazione di massima espressione;

Condizioni di trascrizione minima

• nel terreno di coltura c'è sia lattosio che glucosio: l'operone è attivato, perchè la presenza del lattosio blocca il repressore, però la trascrizione è regolata a livelli minimi perchè in presenza di glucosio l'enzima adenilato ciclasi non funziona, viene inibito (ci sono concentrazioni soglia oltre il quale adenilato ciclasi non funziona); non viene quindi prodotto AMP ciclico, non si forma il complesso con CAP, che è presente ma non si lega al promotore, la trascrizione dei geni A, Z e Y avviene al livelli minimi fino a quando il glucosio non scende sotto una certa soglia.