Operone LAC (Appunti) - Genetica

Frame-shift e mutazioni geniche

Per Frame-shift (delezioni o inserzioni a livello di singole basi), che causa delle sostituzioni nucleotidiche formanti codoni di stop quando si tradurrà (UGG, UAA, UGA), quindi si formeranno dei polipeptidi più corti del normale.

I due ricercatori, grazie allo studio dell'effetto di queste mutazioni, arrivarono all'ipotesi che i geni fossero trascritti tutti insieme in un messaggero unico (detto poli-cistrionico, poli-genico). Questa ipotesi portò successivamente a ideare l'importantissimo concetto di OPERONE: ovvero un'unità coordinata di espressione genica. È bene sottolineare che gli operoni si trovano solo nei procarioti.

COME SI ARRIVÒ AL CONCETTO DI GENI COSTITUTIVI

I due ricercatori isolarono un'altra classe di mutazioni che mappavano geni differenti.

- Colpivano e alteravano la modalità di sintesi dei tre enzimi alla presenza del disaccaride lattosio.

- Si creò un fenotipo di sintesi costitutiva.

tre enzimi, anche in assenza del disaccaride lattosio, venivano prodotti. Perciò chiamarono queste mutazioni “costitutive” (mutazioni in geni regolatori)

ANALISI IN DETTAGLIO DELLE MUTAZIONI

Furono mappate in tre particolari geni:

• I+ = repressore
• O+ = operatore
• P+ = promotore

Come hanno fatto a comprendere la funzione di questi tre geni?

Ottennero dei diploidi parziali utilizzando la tecnica della sesduzione, (ceppi F+ portavano i geni dell’operone sul fattore di fertilità F. Si forma escissione.)

RISULTATI:

Allele I+ è dominante sull’allele I-. Il suo scopo è controllare i geni in cis e trans. I+ quindi codifica un prodotto capace di diffondere nel citoplasma. (cosa vuol dire cis e trans? Vuol dire cis = stesso segmento cromosomico, trans = segmento cromosomico differente.)

Oc dominante su O+ solo in cis. Perciò è capace di indurre la sintesi costitutiva solo sui geni sullo stesso segmento cromosomico in cui esso si trova.

gene O+ = sito di regolazione e–quindi “operatore”

COME FUNZIONA IL CONTROLLO NEGATIVO DEGATIVO DELL’OPERONE LAC ALLA LUCE DEI SUDDETTI ESPERIMENTI?

Si arrivò a formulare l’ipotesi che, quando il lattosio era assente, il gene I+ codificava una specifica proteina che si legava alla sequenza del gene O+, cosi facendo si impediva la trascrizione dei geni “più a valle”. Quindi possiamo asserire che I+ è repressore.

Quando nel terreno di coltura si aggiunge lattosio, il disaccaride si lega al repressore impedendo il legame sopracitato (al gene O+), cosi la polimerasi ha accesso al promotore.