Experimeo De Jacob Y Monod

Este aparato genético está sujeto a regulación. No todos los genes están actuando en todo momento, por lo cual la célula debe regular activando o desactivando aquellos genes cuyos productos le sean necesarios para responder satisfactoriamente al medio ambiente. (Si todos los genes de las células actuaran en todo momento, habría células semejantes y con las mismas funciones, cosa que evidentementeno ocurre; para que ocurra la diferenciación deben activarse algunos genes, mientras que otros permanecen inactivos.) Además, esta regulación está íntimamente relacionada con el crecimiento y la diferenciación celular.
Empezaremos hablando de la regulación en procariontes y posteriormente analizaremos la regulación en eucariontes.
En 1961 dos microbiólogos franceses, Francois Jacob y JacquesMonod, 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), éstaempezaba 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.
Jacob y Monod estudiaron la producción de tres enzimas que intervienen en la digestión de la lactosa: la beta-galactosidasa, la galactosa permeasa y la tiogalactósido transacetilasa. Por razones de nomenclatura decidieronllamarlas enzimas z, y y a, respectivamente. De igual forma designaron a los genes que las producían como los genes estructurales responsables de su síntesis (un gene estructural es aquel que codifica, es decir que tiene la información necesaria para la síntesis de una proteína o parte de ella) (Figura 25 (a)).

Figura 25. Modelo del operón de Jacob y Monod. En este modelo se ilustra la producciónde las tres enzimas responsables del metabolismo de las lactosas que está bajo el control del operón lac. Este sistema está integrado por 3 partes: el gene regulador, la región promotora/reguladora y los genes estructurales z, y y a. En (a) los genes estructurales están reprimidos por la integración del gene regulador y el operador. 1) el gene regulador se transcribe en ARN mensajero, 2) estraducido en una proteína represora que, 3) se pega al operador y lo bloquea y 4) se inhibe la transcripción del ARNm en los genes estructurales.
Jacob y Monod descubrieron que los genes estructurales del operón de la lactosa z, 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 tresestructurales 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 porlos 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 (Figura 25(b))....