Concetti Chiave
- L'operone LAC è un sistema inducibile catabolico che regola la sintesi di enzimi per la degradazione del lattosio, disaccaride che deve essere idrolizzato.
- I tre geni strutturali dell'operone LAC codificano per β galattosidasi, permeasi e transacetilasi, ognuno con funzioni specifiche nella degradazione del lattosio.
- Il repressore, una proteina sempre attiva codificata da un gene esterno, si lega all'operatore in assenza di lattosio bloccando la trascrizione dei geni strutturali.
- Il repressore è una proteina allosterica che cambia conformazione quando si lega al lattosio, disattivando la sua capacità di legarsi al DNA e consentendo la trascrizione.
- La presenza di lattosio attiva l'operone LAC, permettendo la produzione degli enzimi necessari per la digestione del lattosio tramite un meccanismo di regolazione complesso.
Da LAC-tose, lattosio; è un operone inducibile catabolico (inducibile: di default è spento; catabolico: sovrintende la sintesi di enzimi che servono per la degradazione del lattosio, un disaccaride il cui legame H deve essere idrolizzato per essere digerito).
Funzione dei geni strutturali
Nell'operone LAC ci sono tre geni strutturali che codificano per 3 enzimi
1. β galattosidasi: taglia il limite tra i due saccaridi
2. permeasi: permeabilizza la membrana delle membrane e facilità l'entrata del lattosio nelle cellule
3. transacetilasi: va a modificare β galattosidasi
Meccanismo di azione del repressore
Z, Y e A sono i geni strutturali; verso 5', fra promotore e inizio del gene, c'è una regione, detta operatore: proprio a questo in assenza di lattosio si lega una proteina, detta repressore, codificata da un gene “I” esterno all'operone che non è regolato ma sempre attivo, codifica quindi sempre per questa proteina repressore; questa proteina, che ha un sito di legame per il DNA (fa parte delle DNA binding protein), in assenza di lattosio si lega all'operatore impedendo a RNA polimerasi di trascrivere i geni, visto che ne blocca il legame con il DNA.
Il repressore è una proteina allosterica, può cioè assumere conformazione differente a seconda dell'interazione con altri substrati: nel momento in cui c'è lattosio questo si lega al secondo sito di legame del repressore (non quello per il DNA): il repressore cambia conformazione e non può più legarsi al DNA, non può quindi reprimere la codifica del DNA (per questo viene detto inducibile).
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale dell'operone LAC?
- Quali sono i geni strutturali presenti nell'operone LAC e quali enzimi codificano?
- Come agisce il repressore nell'operone LAC?
L'operone LAC è un operone inducibile catabolico che regola la sintesi di enzimi necessari per la degradazione del lattosio, un disaccaride che deve essere idrolizzato per essere digerito.
L'operone LAC contiene tre geni strutturali: β galattosidasi, che taglia il disaccaride; permeasi, che facilita l'entrata del lattosio nelle cellule; e transacetilasi, che modifica la β galattosidasi.
In assenza di lattosio, il repressore si lega all'operatore, bloccando la trascrizione dei geni. Quando il lattosio è presente, si lega al repressore, cambiandone la conformazione e permettendo la trascrizione dei geni.
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