Inducción enzimática

Análisis de la regulación del operón lactosa, a través de la concentración de la enzima β-galactosidasa.


Introducción a la Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.


En el presente trabajo se estudió la regulación del operón lactosa en bacterias Escherichia coli. En particular, se estudiaron sus condiciones de inducción midiendo la cantidad de enzimaβ-galactosidasa sintetizada para cada tratamiento, a partir de las cuales se reconstruyó su mecanismo de regulación por control negativo y positivo. Obteniéndose que, como fue previsto, tanto la lactosa como el IPTG actúan como inductores de la transcripción, mientras que la glucosa actúa como inhibidor; y que el cloranfenicol inhibe la traducción de proteínas. Por último, se verificó que en presencia dealtas concentraciones de glucosa en el medio, hay menos regulación positiva dada por el complejo de la proteína activadora CRP y el AMPc.



Introducción.

La transmisión de la información genética (transcripción), posibilita la formación de proteínas cuyas funciones van a caracterizar la actividad y morfología de las células; pero la regulación de los tipos y cantidades de proteínaspresentes en cada momento constituye un tema de tanta relevancia como el propio hecho de la síntesis.
Las células son estructuras muy organizadas cuyas moléculas se ordenan de forma rigurosa. En un organismo no se necesitan todos los productos génicos de forma simultánea, ni a los mismos niveles, con lo cual el sistema de regulación va a servir para ajustarlos a los requerimientos de cada célula o decada organismo, y de esta manera optimizar el aprovechamiento de los recursos disponibles en cada momento. A la regulación de la síntesis de las macromoléculas se la denomina regulación de la expresión genética o génica.
En un organismo procariota, muy dependiente de las condiciones de su entorno, la regulación debe permitirle responder rápidamente a las modificaciones medioambientales con elobjeto de garantizar su supervivencia. La utilización de una parte u otra de su dotación genética le facilitará adaptarse adecuadamente a su entorno.
Uno de los puntos de regulación más importantes se realiza a nivel de la transcripción, ya que al ser ésta la etapa inicial de trasvase de información genética se consigue el control en el inicio, lo que supone la mejor pauta de actuación, ya que seconsigue el máximo ahorro energético. Si bien existen otro niveles de regulación (por ej.: estabilidad del mRNA, traducción y estabilidad de las proteínas), ellos escapan al interés del presente trabajo.
El control de los genes regulables se realiza mediante proteínas que van a desarrollar un control activador o inhibidor sobre el mecanismo de la transcripción. Las células contienen un conjuntode proteínas que al unirse a secuencias específicas del DNA activan o desactivan los genes. Cada una de estas proteínas reguladoras de genes se encuentra en un número pequeño de copias y reconoce una secuencia de ocho a quince nucleótidos de la cadena del DNA. La unión puede facilitar (regulación positiva) o inhibir (regulación negativa) la transcripción de un gen adyacente. En el caso de célulasprocariotas, la mayoría de los mRNA son policistrónicos y pueden llevar transcriptos de 2 a 6 genes. Los genes regulables que codifican proteínas de una ruta metabólica concreta no se encuentran dispersos en el genoma, sino que están normalmente adyacentes, agrupados en unidades de funcionamiento u operación denominadas operones, y su transcripción está bajo el control de proteínas activadoras yrepresoras; por lo que un operón constituye un sistema de control de la expresión genética formada por genes capaces de ejercer una regulación de su propia expresión por medio de los sustratos con los que interaccionan las proteínas codificadas por sus genes. La región del DNA donde se unen estas proteínas recibe el nombre de operador y está muy próxima, si no solapada, con la región del...