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Paola Ximena Abreu Padilla Emelyn Yhoalibeth Mancilla Grecia Sibel Moreno Biología Molecular Dr. Juan de Dios Aguirre Universidad Anáhuac Xalapa El operón lac es un operón o grupo de genes con un solo promotor (transcrito como un solo ARNm). Los genes en el operón codifican las proteínas que permiten que las bacterias utilicen la lactosa como fuente de energía. El operón lac también contiene secuencias de ADN reguladoras. Estas son las regiones del ADN a las que se pueden unir proteínas reguladoras particulares, lo que controla la transcripción del operón. El operón /ac Promotor áÉÓEOOR—I—————| promueve fijación de + _ | bloquea ARN polimerasa ARN polimerasa | Represor ARN polimerasa Es una proteína que inhibe la transcripción del operón lac al unirse al operador, bloqueando el paso de la ARN polimerasa. Es codificado por el gen lacl, que se expresa continuamente de forma independiente al operón lac. Cuando no hay lactosa, el represor se une al operador e impide la transcripción. Si la lactosa está presente, se convierte en alolactosa, molécula que inactiva al represor, permitiendo la transcripción del operón. El operón lac es considerado inducible, ya que normalmente está inactivo y solo se activa en presencia de la alolactosa. EL REPRESOR LAC Glucosa presente, lactosa presente: CAP Promotor Sitio CAP Operador lacZ ARN polimerasa lo Represor o Alolactosa ACTIVACIÓN DEL OPERÓN LACTOSA Su activación depende de dos mecanismos dependiendo la disponibilidad de lactosa en el entorno: negativo y positivo. RESPUESTA DEL OPERÓN LACTOSA Glucosa Lactosa Transcripción Presente Ausente No ocurre Presente Presente Baja Ausente Ausente No ocurre Ausente Presente Alta REGULACIÓN NEGATIVA - En presencia de lactosa: - Internamente, parte de la lactosa se transforma en alolactosa, que actúa como inductor. - La alolactosa se une a Lacl y provoca un cambio conformacional que reduce su afinidad por el operador. - Con Lacl desplazado, se abre el sitio para que la ARN polimerasa se una y comience la transcripción de los genes lac El operón lac y sus elementos de control Lugar de 41 unión a genes 3 DNA RNA mensajero Proteína CAP RNA polimerasa , SO Glucosa escasa , Lactosa disponible Genes estructurales lac se expresan con intensidad Proteína represora O) Glucosa abundante e o o oa , ] 2cto ispi e Genes estructurales lac bloqueados | E Genes estructurales lac bloqueados Lugar de unión a CAP P O Glucosa abundante oa Lactosa disponible Genes estructurales lac se expresan, pero a niveles muy bajos El operón lac y sus elementos de control Lugar de +1 AUG ll AUG S S S Proteína CAP pra Genes estructurales lac se expresan con intensidad Genes estructurales lac bloqueados E A Genes estructurales lac bloqueados Lugar de unión a CAP P SS a Genes estructurales lac se expresan, pero a niveles muy bajos unión a + lacZ lacY lacA genes RNA mensajero Glucosa escasa Lactosa disponible Glucosa abundante Glucosa abundante Lactosa disponible REGULACIÓN POSITIVA -Baja glucosa - Disminución en la concentración de glucosa, aumento en los niveles intracelulares de AMPc. - El AMPc se une a la proteína CAP (Proteína Activadora de catabolito), formando el complejo **CAP-cAMP. Glucosa presente, lactosa ausente: el represor lac permanece unido al operador y previene la transcripción por la ARN polimerasa. Glucosa presente, lactosa ausente: Promotor hoc ————>——) Operador| lacZ ARN polimerasazé> Represor Glucosa presente, lactosa presente: El represor lac es liberada del operador gracias a la Alolactosa. Cap se encuentra inactiva. Glucosa presente, lactosa presente: Promotor hh ————— ARN polimerasa —))- Represor Alolactosa Glucosa ausente, lactosa presente: Bajos niveles de glucosa por lo que el CAP esta activo. El represor lac esta liberado del operador gracias a la Alolactosa. Glucosa ausente, lactosa presente: cAMP Promotor ARN polimerasa > Represor Alolactosa IMPORTANCIA DEL OPERON LACTOSA Regulación de la expresión génica Es un sistema de regulación génica en Escherichia coli y otras bacterias que permite la adaptación a cambios en la disponibilidad de nutrientes, especificamente en el metabolismo de la lactosa. La reacción química clave llevada a cabo por el sistema lac es una descomposición de la lactosa y glucosa. Esta reacción permite que las bacterias utilicen la lactosa como fuente de carbono cuando la glucosa no está disponible. Modelo de regulación génica transcripcional: Es uno de los primeros ejemplos que explicó cómo los genes pueden activarse o desactivarse en respuesta a estímulos externos. 
