Guia operon lac laboratorio

LABORATORIO VIRTUAL

TUTORIAL

Título: Operón Lac 

Introducción

El operón de lactosa (operón lac) es un operón requerido para el transporte y el metabolismo de la lactosa en E. coli y muchas otras bacterias entéricas. Aunque la glucosa es la fuente de carbono preferida para la mayoría de las bacterias, el operón lac permite la digestión efectiva de la lactosa cuando la glucosa no está disponible a través de la actividad de la beta-galactosidasa. La regulación génica del operón lac fue el primer mecanismo regulador genético que se entendió claramente, por lo que se ha convertido en un ejemplo destacado de regulación génica procariota. Este sistema de metabolismo de lactosa fue utilizado por François Jacob y Jacques Monod para determinar cómo una célula biológica sabe qué enzima sintetizar. Su trabajo en el operón lac les ganó el Premio Nobel de Fisiología en 1965.

Los operones bacterianos son transcripciones policistrónicas que pueden producir múltiples proteínas a partir de una transcripción de ARNm. En este caso, cuando se requiere lactosa como fuente de azúcar para la bacteria, los tres genes del operón lac pueden expresarse y sus proteínas posteriores pueden traducirse: lacZ, lacY y lacA. El producto génico de lacZ es la β-galactosidasa que escinde la lactosa, un disacárido, en glucosa y galactosa. lacY codifica beta-galactósido permeasa, una proteína de membrana que se incrusta en la membrana citoplasmática para permitir el transporte celular de lactosa a la célula. Finalmente, lacA codifica galactósido acetiltransferasa.

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Sería un desperdicio producir enzimas cuando no hay lactosa disponible o si estuviera disponible una fuente de energía preferible como la glucosa. El operón lac utiliza un mecanismo de control de dos partes para garantizar que la célula gaste energía produciendo las enzimas codificadas por el operón lac solo cuando sea necesario. En ausencia de lactosa, el represor lac (lacI), detiene la producción de las enzimas codificadas por el operón lac. El represor lac se expresa en presencia de una molécula pequeña que sirve como co-inductor.

En presencia de glucosa, la proteína activadora del catabolito (CAP), requerida para la producción de las enzimas, permanece inactiva, y EIIA Glc cierra la permeasa de lactosa para evitar el transporte de lactosa a la célula. Este mecanismo de control dual provoca la utilización secuencial de glucosa y lactosa en dos fases de crecimiento distintas, conocidas como diauxie.

Objetivos de Aprendizaje

• Conocer las características de los sistemas operónicos.
• Comprender las funciones de los componentes del sistema de regulación genética del operón lac.
• Evaluar el comportamiento del sistema operón lactosa bajo diferentes condiciones de concentración de lactosa.

Experiencia 1: Conociendo el proceso general.

La primera experiencia a realizar está orientada que los participantes reconozcan los componentes participantes del proceso de regulación del operón lac. Para lo cual deberemos entrar en la pestaña “Laboratorios Virtuales” de la página del curso en el Educandus. Allí encontrarán el archivo “Operon Lac.jar” que les permitirá acceder a la aplicación. [pic 2]

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