Tarea U 9 ¿LAS BACTERIAS DE DIFERENTES ESPECIES PUEDEN COMPARTIR PLASMIDOS POR TRANSFORMACIÓN?

Si

Por qué lo más común es que se dé entre bacterias de las mismas especies.

En los últimos años se ha logrado desarrollar sistemas artificiales para producir “células competentes” en algunas de ellas (como Escherichia coli, Salmonella typhimurium  y algunas especies de Pseudomonas), lo cual ha hecho avanzar los estudios genéticos, especialmente mediante manipulaciones in vitro: por ejemplo, la transformación artificial de E. coli con ADN plasmídico es una de los métodos básicos de la Ingeniería Genética.

 La transformación es la transferencia genética que resulta de la incorporación de DNA desnudo por una célula receptora desde una célula donadora.

Ciertas bacterias (ej. Bacillus, Haemophilus, Neisseria, Pneumococcus) son capaces de tomar DNA del medio ambiente y ese DNA que es introducido puede llegar a ser incorporado al cromosoma de la célula bacteriana receptora. Esto se llama transformación natural. Porqué si puede ser transferido ADN entre bacterias de especies diferentes?

Porqué lo que se requiere para que se lleve correctamente la transferencia por transformación es que exista homología entre el ADN de la bacteria donante y el ADN  de la bacteria receptora, esto para que se pueda llevar la recombinación adecuadamente.

Es decir, cualquier porción del genoma de la célula donante puede incorporarse, siempre y cuando sea igual o similar a la de la célula receptora. El DNA de la célula donante para que pueda ser incorporado al cromosoma de la célula receptora y no tenga ningún problema para ser incorporado debe tener las siguientes características: debe ser de doble hélice, similar al DNA de la célula receptora, porque el ADN  de la bacteria donadora que entra a la bacteria receptora, se pega en la región que exista mayor homología entre las bases, esto para que se lleve a cabo la recombinación del ADN, debe tener bajo peso molecular y  tamaño pequeño.

 Con estas características la bacteria que las presente, puede ser donadora para otras, sin necesidad de pertenecer a la misma especie. Pueden ser de diferentes especies o cercanas.

Con estas recombinaciones se ha logrado que numerosas bacterias sean inmunes a diferentes antibióticos y como consecuencia se hacen más fuertes y logran transmitir esas características a sus descendientes, cuando se dividen.

Existen varios géneros con especies que poseen sistemas naturales de transformación:

 Entre las bacterias Gram positivas los ejemplos más estudiados son los de:

 Streptococcus

 Bacillus

Pero  también se puede llevar acabo la transferencia del ADN de forma artificial. Esto con la intervención del humano, llevando acabo diferentes técnicas para hacer mejoramientos de organismos, utilizando diferentes especies y entre diferentes especies. Recombinando el ADN de los organismos. También porque muchas especies de bacterias carecen de sistemas naturales de transformación.

BIBLIOGRAFIA

http://facultad.bayamon.inter.edu/yserrano/geneticamicro.htm

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/17transforma.htm#_Toc64553420

TARE---- ¿CÓMO SE REALIZA EL CONTROL GENÉTICO DEL GEN BRCA?

El BRCA1 es un gen largo, con 5592 nucleótidos que están distribuidos en una región genómica de 100 Kb con 22 exones, y codifica una gran proteína de 1863 aminoácidos.

La mayor parte del BRCA1 no muestra homología con ningún otro gen conocido.

Sin embargo, la proteína BRCA1 presenta una secuencia en el extremo aminoterminal de 126 aminoácidos que constituyen un dominio con dedos de zinc RING finger motif que suele mediar la unión a DNA o a otra proteína, y un dominio acídico, lo que la hacen candidata a ser un factor de transcripción.

De este modo, se especula que la proteína BRCA1 se uniría a regiones específicas del DNA y controlaría la expresión de otros genes.

El resto del gen proporciona poca información acerca de su función, pero estudios recientes han identificado una señal funcional de localización nuclear, un dominio de activación transcripcional, y un lugar de unión para la proteína RAD51 (Scully R y col, 1997).

Esta proteína está involucrada en los mecanismos de control de la recombinación del cromosoma y en el mantenimiento de la integridad del genoma, ambas funciones ligadas a fases específicas del ciclo celular.Se ha asociado el BRCA1 con los mecanismos que controlan el ciclo celular.

En las líneas celulares de cáncer de mama tratadas con estrógenos, BRCA1 y el RNA mensajero de la ciclina A, están aumentados en puntos específicos del ciclo celular.

Se sabe también que la expresión y la fosforilación de la proteína BRCA1 es dependiente del ciclo celular, observándose los mayores niveles de expresión y fosforilación de la proteína en la fase S.

Por último las quinasas dependientes de ciclinas que controlan la transición de la fase G1 a la fase S del ciclo celular son capaces de unirse a la proteína BRCA1 y fosforilarla.

Todos estos hallazgos sugieren que la función de la proteína BRCA1 puede ser regulada por la fosforilación de las quinasas dependientes de ciclinas (Blackwood MA y col, 1998).

 

El gen BRCA, es un gen asociado con el cáncer de mama y ovarios.

BRCA1: es un gen descubierto por la DOCTORA Mary Clarie King en el año 1990, que posee 22 exones distribuidos en 100Kb DNA. Se localiza em el cromosoma 13

El Gen BRCA1 y BRCA2 no muestran una secuencia homologa, actúan en vías similares e interaccionan con los mismos complejos multiproteicos. Una función clave de ambos parece ser su papel en la protección del genoma frente al daño a detener al detener el ciclo celular  y estimular la reparación del daño al genoma en un proceso complejo no totalmene comprendido.

Se trata de un gen supresor que se encuentra en el brazo corto del cromosoma 17 banda 13, y codifica una proteína nuclear de 53 Kd. La función del P53 en estado normal es la de regulación del ciclo celular ante un daño del DNA, por lo que se le ha denominado "guardián del genoma". Cuando el DNA se daña, el P53 se acumula en el núcleo, y es capaz de detener el ciclo celular en G1 antes que se duplique el DNA e iniciar su reparación. P53 va a inducir la síntesis de proteínas inhibidoras de los complejos ciclina-CDKs, bloqueando el ciclo celular. Si se repara la lesión el ciclo continúa, pero si no se repara se induce la apoptosis de la célula mediante la expresión de genes como bax. La alteración de la proteína P53 produce inestabilidad genómica, siendo las células incapaces de evitar la proliferación o activar la apoptosis, cuando está comprometida la integridad del ADN, de manera que son capaces de acumular las mutaciones para completar la carcinogénesis.

                         

                                    Fuente:

http://publicalpha.com/estructura-del-gen-brca1-y-funcion-de-su-proteina/

CONCLUSIÓN

En la unidad número nueve podemos decir en la conclusión que llegamos a aprender varios pasos mediante cuales las bacterias pueden recombinar sus genes y unos de esos pasos son los siguientes: la transducción, que es un proceso por el cual las bacterias transfieren DNA a otra bacteria receptora, utilizando fagos.  La conjugación, es el proceso por el cual bacterias intercambian plásmidos F, a través de estructuras llamadas pilis. Y por último la transformación es el mecanismo por el cual una bacteria puede tomar DNA del medio.

9.2.2 QUÍMICOS

MÉTODO DEL FOSFATO CÁLCICO.

Se empezó a usar esta técnica en los años 60, pero fue en los 70 cuando se empezó a desarrollar suficientemente para tener buenas eficacias de transfección. Se basa en la precipitación del DNA exógeno y los iones de calcio, provocando que la célula, mediante endocitosis, introduzca el DNA en su interior. La eficacia de transfección puede llegar al 10% de las células, aunque suele ser transitoria.

No es una técnica que provoque toxicidad en las células pero la expresión del transgen es muy pequeña. Únicamente se usa en cultivos celulares, y por lo tanto su aplicación es "ex vivo".

MÉTODO DEL DEAE DEXTRANO.

Basado en la obtención de complejos entre la resina DEAE y el DNA. Los polímeros de DEAE dextrano o polybreno tienen una carga que les permite unirse a las muy negativamente cargadas moléculas de DNA. El DNA acomplejado se introduce en las células mediante choque osmótico mediante DMSO o glicerol. El uso de DEAE  dextrano se limita a las transfecciones transiente

MÉTODO DE LIPOFECCIÓN.

Se basa en la formación de complejos entre lípidos catiónicos y DNA. El complejo tiene afinidad por la membrana y permite la entrada del DNA en el citosol. Es esencial optimizar las condiciones específicas de Transfección para obtener buenas eficiencias, que suelen ser en buenas condiciones de entre el 70 y el 90% de las células de la placa. Las desventajas del método son, aparte del elevado precio de los lípidos, el hecho de que no todos los lípidos funcionan en todos los tipos celulares, y que hay que optimizar el ensayo para cada tipo celular.

DNA DESNUDO

Consiste en la introducción del DNA en una solución salina o sérica, normalmente mediante inyección intramuscular, para conseguir la expresión del transgén. Se ha observado actualmente expresión en timo, piel, músculo cardíaco y músculo esquelético. No se conoce el mecanismo por el que llega a entrar a la célula aunque se postula que es a través del complejo del poro nuclear.

Tiene un bajo porcentaje de células transfectadas, no hay integración en el genoma y una vez inyectado no hay replicación en el genoma. Este es un sistema utilizado para la realización de la terapia génica "in vivo".

Péptidos fusiogénicos

Los  péptidos fusiogénicos surgen en una línea de trabajo que nos permita paliar aquellas características del DNA desnudo que nos impiden la entrada. Estos péptidos fusiogénicos se utilizan para compactar DNA.

ELECTROPORACIÓN

En biología molecular, el proceso de electroporación es usado habitualmente para la transformación de bacterias, levaduras y protoplastos vegetales. Además de membranas lipídicas, las bacterias también tienen una pared celular compuestas de peptidoglicano y sus derivados.

La electroporación o electropermeabilización es un significativo aumento de la conductividad eléctrica y la permeabilidad de la membrana plasmática celular causado por un campo eléctrico aplicado externamente. Es habitual en biología molecular como forma de introducción de diferentes sustancias en células, como por ejemplo sondas moleculares, un fármaco que puede cambiar las funciones celulares o un fragmento de DNA codificante, como puede ser un plásmido.

Cuando el voltaje que atraviesa una membrana plasmática excede su rigidez dieléctrica se forman poros. Si la fuerza del campo eléctrico aplicado o la duración de la exposición al mismo se eligen apropiadamente, los poros formados por el pulso eléctrico se sellan tras un corto período, durante el cual los compuestos extracelulares tienen la oportunidad de entrar a la célula. Sin embargo, una exposición excesiva de células vivas a campos eléctricos puede causar apoptosis o necrosis, procesos que provocan la muerte celular.

MICROINYECCIÓN

La microinyección es un proceso que consiste en utilizar microagujas para insertar sustancias a un nivel microscópico o en el límite de lo macroscópico dentro de una célula viva. Es un simple proceso mecánico en el cual una aguja extremadamente fina penetra la membrana celular y a veces la membrana nuclear para lanzar su contenido. La microinyección es normalmente realizada bajo un microscopio óptico llamado micromanipulador. El proceso es frecuentemente usado como un vector en ingeniería genética y transgenética para insertar material genético en una célula. El proceso de clonación también involucra microinyecciones.

Las microagujas miden alrededor de 10 micrómetros. Pueden contener cerca de 15 microlitros de ADN. Es similar a la sección transversal de un cabello humano. Es un método muy preciso de transferencia génica. Requiere personal capacitado.

9.2 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA ARTIFICIAL

9.2 Mecanismos de transferencia artificial

biobalistical

El término biobalística deriva de la conjunción de “biología y balística” o “balística biológica”.

Este es un método muy original ideado y refinado en la década de 1980 por un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell (EE.UU.), que permite introducir ADN a virtualmente cualquier tipo de célula.

 En este procedimiento el ADN es introducido en las células por medio de partículas microscópicas (micropartículas) aceleradas a velocidades supersónicas, que atraviesan la pared y la membrana celular. Las partículas son aproximadamente esféricas (de 0.4 a 2.0 micrómetros de diámetro), están hechas de materiales densos como oro o tungsteno, y se recubren con el ADN que se desea transferir a las plantas.

Para que las micropartículas pueda atravesar las membranas celulares y llegar al núcleo de las células blanco, son impulsadas a gran velocidad por explosión de pólvora seca, liberación de gas comprimido a alta presión (aire, helio, CO2 o N2), o por una descarga eléctrica de una gota de agua. Una vez dentro del tejido vegetal el ADN se desprende de las micropartículas debido a las modificaciones del entorno iónico.

Si las partículas atraviesan las membranas y son atrapadas en el núcleo, el ADN puede integrarse de forma estable en los cromosomas mediante un proceso de recombinación al azar, lo que se considera como transformación estable.

9.1.5 TRANSFECCIÓN

La Transfección es una técnica empleada para introducir fragmentos de ADN adicional en células de mamíferos. El vehículo que transporta el nuevo ADN es un virus capaz de infectar a la célula. La información genética del virus es modificada previamente, sustituyendo genes que codifican proteínas implicadas en la virulencia y en la replicación del virus por genes de interés que se desea insertar en el mamífero. En muchos casos se transfectan genes que codifican proteínas con función terapéutica o genes necesarios para restaurar una deficiencia génica

9.1.3. TRANSDUCCIÓN

La transducción es un proceso mediante el cual el ADN es transferido desde una bacteria a otra mediante la acción de un virus. También se utiliza para designar al proceso mediante el cual ADN exógeno es introducido en una célula mediante un vector viral. Esta es una herramienta que usualmente utilizan los biólogos moleculares para introducir en forma controlada un gen extraño en el genoma de una célula receptora.

Cuando los bacteriófagos (virus que infectan bacterias) infectan una célula bacteriana, su modo normal de reproducción consiste en capturar y utilizar la maquinaria de replicación, transcripción, y traducción de la célula de la bacteria receptora para producir gran cantidad de virones, o producir partículas virales, incluido el ADN o ARN viral y la cubierta de proteína.

9.1.2 CONJUGACIÓN

En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido F, además del cromosoma bacteriano.

Este proceso se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F, que contiene la información genética para formar pili, puentes que sirven de unión citoplásmica entre dos bacterias. La célula que presenta el plásmido se denomina F+; la célula que no lo contiene se llama F-. La bacteria F+ (donadora de información) se une a una bacteria F- (receptora) mediante uno de sus pili.

La duraciónón del contacto entre bacteria dadora y bacteria receptora condiciona la importancia del fragmento cromosómico transmitido. El estudio de la conjugaciónón ha permitido establecer los mapas cromosómicos de ciertas bacterias. Ciertamente, la conjugaciónón juega un papel en la aparición en las bacterias de resistencia a los antibióticos.

9.1.1 TRANSFORMACIÓN

Fragmentos de ADN que pertenecían a células lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADN fragmentado recombina con el ADN de la célula receptora, provocando cambios en la información genética de ésta.

La transformación en genética se refiere a la alteración genética de una célula que resulta de la introducción y expresión de material genético externo (DNA). En bacterias, la transformación se refiere en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive.

9.1 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA NATURAL

9.1 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA NATURAL

El mecanismo de reproducción habitual en bacterias es la bipartición. Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí y respecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celular similar. Las células hijas son clones de la progenitora. Por este sistema de reproducción se puede originar una colonia de células con material idéntico; sin embargo, esto no ocurre debido al alto índice de mutaciones que se producen en las bacterias.

INTRODUCCIÓN, OBJETIVOS Y METODOLOGIA

                                                   Introducción:

El mecanismo de reproducción habitual en bacterias es la bipartición. Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí y respecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celular similar. Las células hijas son clones de la progenitora. Por este sistema de reproducción se puede originar una colonia de células con material idéntico; sin embargo, esto no ocurre debido al alto índice de mutaciones que se producen en las bacterias.

Griffith trabajó sobre la transferencia de virulencia en la bacteria patógena Streptococcus pneumoniae en 1928. Este demostró con sus experimentos que el DNA era necesario para adquirir la virulencia. Su experimento consistió en calentar bacterias virulentas (que ocasionan la enfermedad) que luego eran inyectadas en ratones. Los ratones no experimentaban enfermedad alguna y no era posible recuperar las cepas de bacterias inyectadas. Cuando inyectó una combinación de bacterias virulentas muertas y bacterias vivas no virulentas, los ratones morían.  Le fue posible además recuperar bacterias virulentas vivas de los ratones muertos. Griffith denominó transformación a esta conversión de bacterias no virulentas a bacterias virulentas.

                                                       Objetivo:

Entender las bases moleculares del intercambio del material genético entre los diferentes seres vivos para su posterior aplicación.

                                                    Metodología:

Curtis, Barnes, Schnek, Massarini. Curtis Biología. 7ª edición,  ed. Panamericana, impreso en México,  2007. 

PORTADA UNIDAD 9

                      INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

                                                           UNIDAD  IX

                                 "TRANSFERENCIA DEL MATERIAL GENÉTICO"

                                                   Nombre del Alumno:

                                    ORROSQUIETA VAZQUEZ GABINO

                                                   Número de Control:

                                                          09930050

                                                  Carrera: Lic. Biología

                          Ciudad Altamirano, Gro. México a 04 de junio del 2012

CONCLUSIÒN

Para la conclusión de la unidad numero 8 sera de mucha importancia ya que pudimos observar y entender lo elemental de cuales son los procesos mas útiles y necesarios para que se lleve a cabo la síntesis de proteínas a si como los niveles de la expresión genética en organismos procrioticos y eucarioticos, ademas que pudimos entender perfectamente como funcionan los modelos de operon lactosa y operon triptofano el cual de los 2 para mi punto de vista personal fue el mas confuso, los vimos a ambos en ausencia y presencia de lactosa y ademas de las diferencias que ocurren en los dos procesos y las rutas que se toman de acuerdo a la presencia de algunos factores.

8.3 REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN EN ORGANISMOS EUCARIÓTICOS.

                                   Señales que codifican la Transcripción.

Los tipos de señales que pueden alterar la transcripción de un gen puede ser de varios tipos:

**Señales hormonales: Que interaccionan con un receptor de la membrana. En la mayoría de los casos, la señal externa provoca la aparición del segundo mensajero intracelular. La cascada de transducción de señal subsiguiente produce un regulador de transcripción específico. 

**Las señales nutricionales e iónicas: Suelen darse en eucariotas unicelulares solamente porque son los únicos a los que va a afectar el medio en el que están creciendo. La excepción se encuentra en los hepatocitos (es el regulador de la concentración sanguínea de muchos metabolitos) y las células en cultivo.

**Contactos intercelulares: Especialmente durante el desarrollo embrionario. La sinapsis también pertenece a este grupo.

Proteínas que modulan la transcripción

En eucariotas, pueden actuar como reguladores tanto moléculas de RNA como proteínas. Entre las proteínas, las hay que forman parte de la holoenzima polimerasa que son los factores de transcripción, otras intervienen en la remodelación de la cromatina y un tercer grupo se une al DNA para regular la transcripción, que es el que nos ocupa.

1.- Activadores transcripcionales

Los activadores son la proteínas que se van a unir a los elementos distales que son “SDE y potenciadores” para activar la transcripción. Son específicos de unos pocos promotores  por lo que no estarán en todos los tipos celulares, reconocen entre 6 y 14 pb en el promotor.

Suelen tener dos dominios estructurales que su presencia las convierte en proteínas modulares en las que el dominio de unión y el de activación pueden funcionar independientemente

 Ø  Dominio de unión a DNA: Que consta de 60 a 100 aminoácidos consecutivos.
 Ø Dominio de activación de la transcripción: Que consta de 30 a 100 aminoácidos que no tienen por qué ser consecutivos. 

2.- Coactivadores y correpresores

La acción de un activador de transcripción o de un represor puede ejercersedirectamente sobre el complejo basal bien sobre la RNA-polimerasa, alguno de los TFII o los TAFII, o a través de una molécula intermediaria que puede ser un coactivador o un correpresor.

Se le llama coactivador si ayuda a activar la transcripción. Un mismo coactivador puede recibir señales de distintos activadores para transmitirlos hacia el complejo del promotor basal.

                                   

Y es correpresor si ayuda a inactivar el promotor. Los correpresores pueden tener actividad desacetilasa, con lo que hace que el DNA se una con más firmeza a los nucleosomas, inactivando el promotor porque no puede ser reconocido por los factores generales de transcripción.


3.- Transactivadores

Son aquellos que directamente ejercen su acción interaccionando con el complejo de iniciación formado en el promtor basal, bien sobre la propia polimerasa o, más normalmente, sobre una de las TAF o de los TFII, para activar o reprimir la transcripción, puesto que no son actividades exclulyentes.

3.- Transactivadores

La fuente de regulación más potente es al de los elementos distales: Que son los potenciadores. Su función es la de amplificar la transcripción del promtor incluso más de 1000 veces. Los hay específicos del tejido que sólo activan la transcripción de su gen en determinados tejidos, los hay específicos de la etapa de desarrollo e inducibles por alguna señal  externa como hormonas, metales pesados, choque térmico, infección viral, etc. Necesitan la mediación de un coactivador.

Potenciadores

La fuente de regulación más potente es la de los elementos distales: Que son los potenciadores. Su función es la de amplificar la transcripción del promtor incluso más de 1000 veces. Los hay específicos del tejido que sólo activan la transcripción de su gen en determinados tejidos, específicos de la etapa de desarrollo einducibles por alguna señal externa como hormonas, metales pesados, choque térmico, infección viral, etc. Necesitan la mediación de un coactivador.

Silenciamiento de genes 
La unión inespecífica de proteínas reguladoras es un problema importante en los organismos con genomas grandes. Para combatirla, los eucariotas han hecho que los genes tengan en torno a 5 dianas para proteínas reguladoras diferentes. Esta estrategia es útil para los activadores de la transcripción porque es una estrategia eficiente y ahorra esfuerzo. Una estrategia similar no es factible con los inhibidores de la transcripción, por lo que se da poca regulación por silenciamiento.


                                                

 

8.4.2 OPERÓN DE TRIPTOFANO

    

El operón triptófano es un sistema de tipo represible, ya que el aminoácido triptófano correpresor impide la expresión de los genes necesarios para su propia síntesis cuando hay niveles elevados de triptófano. Sin embargo, en ausencia de triptófano o a niveles muy bajos se transcriben los genes del operón trp.

Los elementos del operón Triptofano son semejantes a los del operón lactosa:

Genes estructurales:existen cinco genes estructurales en el siguiente orden trpE-trpD-trpC-trpB-trpA.

Elementos de control:promotor (P) y operador (O). El promotor y el operador están al lado de los genes estructurales y en el siguiente orden: P O trpE-trpD-trpC-trpB-trpA. Curiosamente, las enzimas codificadas por estos cinco genes estructurales actúan en la ruta metabólica de síntesis del triptófano en el mismo orden en el que se encuentran los genes en el cromosoma.

Gen regulador (trpR): codifica para la proteína reguladora. Este gen se encuentra en otra región del cromosoma bacteriano aunque no muy lejos del Operón.

Correpresor: triptófano

Jacob y Monod no sólo estudiaron la estructura del Operón de la lactosa, sino también el Operón del triptófano. El triptófano es un aminoácido que la bacteria necesita constantemente en la síntesis de las proteínas necesarias para su supervivencia. Jacob y Monod se dieron cuenta de que el Operón del triptófano (el cual controla las enzimas encargadas de la síntesis del triptófano) trabaja constantemente, a menos que exista suficiente triptófano en el medio.

En presencia de triptófano, el triptófano se une a la proteína reguladora o represora cambiando su conformación, de manera que ahora si puede unirse a la región operadora y como consecuencia la ARN-polimerasa no puede unirse a la región promotora y no se transcriben los genes estructurales del operón trp.

Por tanto, la diferencia esencial entre el operón lac (inducible) y el operón trp (represible), es que en este último el represor del triptófano solamente es capaz de unirse al operador cuando previamente está unido al trp.

 

                                                  Bibliografía:

                http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Operon/Operon.htm

8.2.1 OPERON DE LACTOSA (CONTROL POSITIVO)

Los científicos Francois Jacob,y  Jacques Monod  analizaron el sistema de la lactosa en E. coli, de manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el modelo genético del Operón que permite comprender como tiene lugar la regulación de la expresión génica en bacterias.

En 1961 dos microbiólogos franceses, Francois Jacob y Jacques Monod, descubrieron un mecanismo de regulación y control de síntesis de proteínas en bacterias al que dieron el nombre de Operón.  Notaron que la bacteria Escherichia coli sintetizaba ciertas enzimas de manera constante, mientras que otras se sintetizaban en el momento en que eran requeridas. Es decir, si la bacteria era colocada en un medio que contenía lactosa (azúcar de la leche), ésta empezaba a producir las enzimas que la digieren en galactosa y glucosa; por el contrario, si el medio carecía de lactosa, la bacteria no la producía pues era inútil su producción.

Definiendo al operadon como un  grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control (promotor y operador) y genes reguladores

Los principales elementos que constituyen un operón son los siguientes:

Jacob y Monod descubrieron que los genes estructurales del Operón de la lactosaz, y y a, estaban alineados en el cromosoma, mientras que un cuarto gene se localizaba a cierta distancia, al que llamaron gene regulador. De estos cuatro genes, los tres estructurales se transcriben al mismo tiempo en ARN, mientras que el cuarto gene, el represor, transcribe un ARN mensajero que codifica para una proteína represora que se une a otra región muy especial de ADN presente en el Operón de la lactosa. Esta región es la del operador. Si la enzima que sintetiza el gene regulador se pega al operador, inhibe su acción y podemos decir que el sistema está apagado. Si, por el contrario, esta enzima represora se pega con el azúcar de la lactosa presente en el medio, se despegará del operador y será entonces cuando empiecen a funcionar los genes estructurales, sintetizando las enzimas que desdoblan eficientemente a la lactosa. Este sistema del Operón de la lactosa que regula la producción de enzimas se autorregula en el momento que las enzimas producidas por los genes estructurales han digerido a la lactosa en galactosa y glucosa, lo que disminuye la concentración de lactosa; y por lo tanto, la molécula represora, al no encontrar lactosas libres para pegarse, se vuelve a unir al operador, apagándolo. Este sistema, como vemos, es negativo y el inductor, el elemento que provoca la reacción en cadena es, en este caso, la lactosa.

El Operon Lactosa

Es un operón requerido para el transporte y metabolismo de la lactosa en la bacteria Escherichia coli, así como en algunas otras bacterias entéricas. Presenta tres genes estructurales adyacentes, un promotor, un terminador y un operador. 

Elementos del operón lactosa

v  El gen z+:

Codifica para la -galactosidasa que cataliza la hidrolisis de la lactosa en glucosa más galactosa.

v  El gen y+:

Codifica para la galactósido permeasa que transporta-galactósidos al interior de la célula bacteriana.

v  El gen a+: 

      Codifica para la tiogalactósido transacetilasa que cataliza la transferencia del grupo acetil del acetil Coenzima A al 6-OH de un aceptor tiogalatósido. Este gen no está relacionado con el metabolismo de la lactosa.

Operón lactosa en ausencia de lactosa

Operón Lactosa en presencia de Lactosa En presencia del inductor la lactosa, se une a la proteína reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región operadora dejando acceso libre a la ARN-polimerasa para que se una a la región promotora y se transcriban los genes estructurales. Por consiguiente, la presencia del inductor hace que se expresen los genes estructurales del operón, necesarios para metabolizar la lactosa. Es conveniente recordar que los tres genes estructurales del operón lactosa se transcriben juntos en un mismo ARNm, es decir que los ARN mensajeros de bacterias suelen ser policistrónicos, poligénicos o multigénicos. Sin embargo, en eucariontes los mensajreos suelen sen monocistrónicos o monogénicos, es decir, corresponden a la transcripción de un solo gen estructural.