Concetti Chiave
- Il repressore può legarsi a un induttore o a un corepressore, influenzando l'attività di trascrizione dei geni.
- Gli operoni permettono la regolazione simultanea di più geni, garantendo una risposta rapida alle variazioni ambientali.
- Il funzionamento dell'operone lattosio è attivato in assenza di glucosio e presenza di lattosio come unica fonte di carbonio.
- Il triptofano regola l'operone trp legandosi alla proteina aporepressore, bloccando la trascrizione in condizioni di abbondanza.
- Le differenze nel numero di enzimi prodotti in un operone possono derivare da vari fattori, inclusi l'efficienza della traduzione e la degradazione differenziale.
Indice
Regolazione del repressore
Viene prodotto il repressore, ma abbiamo l’induttore, invece di legarsi a lacO si lega al corepressore, con la presenza dei tre enzimi.
Quello del cromosoma darà un repressore attivo, quello del plasmide crea un repressore inattivo. Tutti i geni risultano spenti perché si diffonde, essendo un prodotto che si può spostare.
I- p+ o+ geni funzionanti, sotto i+p+o+ geni non funzionanti. L’operatore agisce solo nella configurazione in cis.
Può diventare un super repressore, ci possono essere delle mutazioni che cambiano il sito di legame del repressore. Si legherà sia al cromosoma che
plasmide, ci sarà assenza di trascrizione.
Funzionamento degli operoni
* questo sistema di regolazione assicura che i geni dell'operone lattosio siano espressi ad alti livelli solo se il lattosio è l’unica fonte di carbonio e se non è presente anche il glucosio.
* Il glucosio è preferito perché può essere direttamente utilizzabile nella glicolisi per produrre energia.
* Gli altri zuccheri devono essere convertiti in glucosio prima di poter essere utilizzati.
(queste conversioni richiedono energia).
Gli operoni sono molto comuni nei procarioti.
Permettono di:
* regolare contemporaneamente più geni coinvolti nello stesso metabolismo.
* mantenere i rapporti dei trascritti bilanciati.
* rispondere velocemente alle variazioni ambientali.
Esempi di operoni
Altri esempi di operoni: triptofano.
Espressione dell’operone trp in presenza di triptofano : Il gene regolatore dell’operone trp è chiamato trpR, ed è localizzato ad una certa distanza dall’operone stesso. Il prodotto di trpR è una proteina aporepressore che, da sola, non mostra affinità per l’operatore. Quando il triptofano è abbondante nel terreno di coltura, esso si lega alla proteina aporepressore e la converte in un repressore attivo. Il repressore attivo si lega all’operatore e impedisce l’inizio della trascrizione dell’operone trp da parte dell’RNA polimerasi. Di conseguenza, non vengono prodotti gli enzimi per la biosintesi del triptofano.
Espressione dell’operone trp in assenza di triptofano o in presenza di una quantità limitata: Il secondo meccanismo di regolazione agisce quando il triptofano manca o è presente in scarsa quantità. In condizioni di assenza di triptofano, i geni dell’operone trp sono espressi al massimo grado, mentre quando è presente una quantità limitata di triptofano i geni trp sono espressi ad un livello più basso. Ciò è possibile grazie ad un meccanismo che controlla la quantità di trascritti lunghi che includono l’intero operone (la regione leader e i geni strutturali) e altri brevi tratti che terminano in corrispondenza di un sito attenuatore all’interno della regione trpL. I trascritti brevi vengono terminati da un processo che prende il nome di attenuazione.
Es. operone lattosio.
Quantità di enzimi nell'operone lattosio
I tre geni, lacZ, LacY e LacA sono sotto lo stesso controllo ma in caso di attivazione nella cellula sono presenti un numero diverso di molecole dei tre enzimi:
-3.000 molecole di B-galattosidasi.
-1.500 molecole di permeasi
-600 di transacetilasi.
Cause delle differenze enzimatiche
Le cause possono essere diverse:
-Inizio della traduzione può avvenire con differenti gradi di efficienza.
-Movimento del ribosoma.
-Ritmi differenziali di degradazione.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del repressore nella regolazione degli operoni?
- Come funziona l'operone lattosio in presenza di glucosio?
- Qual è il meccanismo di regolazione dell'operone trp in presenza di triptofano?
- Perché ci sono differenze nel numero di molecole degli enzimi nell'operone lattosio?
Il repressore si lega al corepressore invece di legarsi a lacO, creando un repressore attivo dal cromosoma e inattivo dal plasmide, portando a una trascrizione assente dei geni (testo).
L'operone lattosio è espresso ad alti livelli solo quando il lattosio è l'unica fonte di carbonio e il glucosio è assente, poiché quest'ultimo è preferito per la produzione di energia (testo).
In presenza di triptofano, il gene regolatore trpR produce un repressore attivo che si lega all'operatore, impedendo la trascrizione dell'operone trp e bloccando la biosintesi del triptofano (testo).
Le differenze nel numero di molecole di enzimi come B-galattosidasi, permeasi e transacetilasi possono derivare da vari fattori, tra cui l'efficienza di inizio della traduzione e i ritmi di degradazione (testo).
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