BioquimicaYBiologiaMolecularParaCienciasDeLaSalud-402

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unión de la ARN polimerasa al promotor y su progreso sobre
las secuencias génicas se ve dificultada si en el operador (o),
zona del ADN vecina y solapada con el promotor, se encuen-
tra unida una proteína reguladora específica (represor lac)
que está codificada por un gen regulador (i). La proteína
represora, en ausencia de lactosa, evita la formación del
ARNm policistrónico. Cuando la lactosa está presente en el
medio, se produce alolactosa (que actúa como inductor), la
cual se une con gran afinidad al represor, variando la confor-
mación del mismo de tal manera que éste no se puede unir al
operador. Con ello, queda libre la zona promotora/operadora,
a la que entonces se podrá unir la ARN polimerasa para avan-
zar cadena abajo y llevar a cabo la transcripción de los genes
estructurales, con la consiguiente síntesis de las enzimas
correspondientes (Fig. 22-3).
No solamente el operón lactosa está sujeto a un control
negativo mediado por el represor lac, sino que la expresión
de los genes estructurales está también mediada por un con-
trol positivo en el cual participa indirectamente la glucosa.
Este control hace que en presencia de glucosa no se induzcan
los genes implicados en el catabolismo de otros azúcares,
como lactosa o arabinosa, lo que supone un mecanismo de
ahorro biosintético, ya que la célula prefiere utilizar glucosa
(de la cual posee enzimas catabólicas) a otros azúcares. Este
control positivo viene mediado por una proteína denominada
CAP (proteína activadora de genes catabólicos), que sólo se
une a una secuencia cercana al promotor lac en presencia de
AMPc, activando la transcripción de los genes estructurales
unas 50 veces. 
La glucosa afecta al sistema mediante su acción sobre la
concentración de AMPc, la cual es muy baja en presencia de
glucosa, aumentando considerablemente cuando la glucosa
escasea. La unión de la forma activa de CAP al ADN aumen-
ta la afinidad de la ARN polimerasa por el promotor lac, con
el consiguiente incremento de la transcripción. En definitiva,
la inducción de la expresión del operón lac necesita, tanto de la
presencia de lactosa (para inactivar el represor lac), como de
la ausencia o baja concentración de glucosa (para facilitar la
unión de la forma activa de la proteína activadora CAP, que
es dependiente de AMPc) (Fig. 22-4).
Regulación de la expresión génica | 383
Figura 22-4. Control positivo del operón lac. La transcripción de los genes estructurales también depende de la presencia de gluco-
sa en el medio. En presencia de glucosa y lactosa (parte superior), aunque el operador esté libre, la afinidad de la ARN polimerasa
por el promotor es baja, ya que la proteína activadora de la transcripción (CAP) está inactiva por carencia de AMPc. En ausencia de
glucosa y presencia de lactosa (parte inferior), los niveles elevados de AMPc activan la proteína CAP, que se une al promotor y esti-
mula la transcripción de los genes estructurales por la ARN polimerasa.
i o z y a
z y a
ARNm policistrónico
Transcripción
Traducción
β-galactosidasa β-galactósido
permeasa
β-galactósido
transacetilasa
Glucosa AMPc
Proteína
CAP
Baja afinidad
Genes estructuralesGen regulador
Transcripción débil
Presencia de lactosa
y glucosa
Presencia de lactosa
y ausencia de glucosa
Alta afinidad
Glucosa
AMPc
Proteína CAP
i o z y ap
p
ADN
22 Capitulo 22 8/4/05 11:39 Página 383