Biologia de los microorganismos (293)

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R E G U L A C I Ó N M E T A B Ó L I C A 229
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(anabólicas); en cambio, la inducción suele afectar a las enzi-
mas degradadoras (catabólicas). Consideremos, por ejemplo, el 
uso del azúcar lactosa como fuente de carbono y de energía por 
parte de Escherichia coli, para lo cual las enzimas están codi-
ficadas por el operón lac ( Sección 4.3). En la Figura 7.6 se 
muestra la inducción de �-galactosidasa, la enzima que escinde 
la lactosa en glucosa y galactosa. Esta enzima es necesaria para 
que E. coli pueda crecer en un medio con lactosa. Si el medio 
no contiene lactosa, no se sintetiza la enzima, pero su sínte-
sis empieza casi inmediatamente tras la adición de lactosa. Los 
tres genes del operón lac codifican tres proteínas, entre las 
que se incluye la �-galactosidasa, que son inducidas simultá-
neamente cuando se añade lactosa. Este tipo de mecanismo 
de control garantiza la síntesis de enzimas específicas única-
mente cuando son necesarias.
unión al DNA es una enzima que cataliza una reacción espe-
cífica en el DNA, como la transcripción. En otros casos, sin 
embargo, la unión puede bloquear la transcripción (regula-
ción negativa, Sección 7.3) o activarla (regulación positiva, Sec-
ción 7.4).
MINIRREVISIÓN
 ¿Qué es un dominio proteico?
 ¿Por qué la mayoría de las proteínas de unión al DNA son 
específicas a ciertos grupos químicos dentro del DNA?
7.3 Control negativo 
de la transcripción: represión 
e inducción
La transcripción es el primer paso del flujo de la información 
biológica; por ello, es relativamente fácil influir en la expresión 
génica en este punto. Si un gen se transcribe con más frecuen-
cia que otro, habrá más de su mRNA disponible para la traduc-
ción y, por tanto, más cantidad del producto proteínico en la 
célula. Para empezar describiremos la represión y la inducción, 
formas sencillas de regulación que dirigen la expresión génica 
a nivel de la transcripción. En esta sección nos ocuparemos del 
control negativo de la transcripción, un mecanismo regulador 
que impide la transcripción.
Represión e inducción enzimáticas
A menudo, las enzimas que catalizan la síntesis de un producto 
específico no se sintetizan si el producto está presente en el 
medio en cantidad suficiente. Por ejemplo, en Escherichia coli 
y muchas otras bacterias, las enzimas necesarias para sinteti-
zar el aminoácido arginina solo se producen cuando la arginina 
está ausente del medio de cultivo; un exceso de arginina reprime 
la síntesis de estas enzimas. Este proceso recibe el nombre de 
represión enzimática. 
Como se puede ver en la Figura 7.5, si se añade arginina a un 
cultivo que está creciendo exponencialmente en un medio que 
carece de arginina, el crecimiento continúa a la misma veloci-
dad, pero la producción de las enzimas necesarias para la sínte-
sis de arginina se detiene. Obsérvese que se trata de un efecto 
específico, ya que la síntesis del resto de enzimas de la célula 
continúa a la velocidad anterior. Esto es debido a que las enzi-
mas afectadas por un acto de represión concreto solo suponen 
una pequeña cantidad del complemento total de proteínas de 
la célula. La represión enzimática está muy extendida entre las 
bacterias como medio para controlar la síntesis de las enzimas 
necesarias para la biosíntesis de aminoácidos y de los purinas 
y pirimidinas precursoras de los nucleótidos. En la mayoría de 
los casos, el producto final de una ruta biosintética determi-
nada reprime las enzimas de dicha ruta. Esto asegura que el 
organismo no malgasta energía y nutrientes sintetizando enzi-
mas innecesarias. 
La inducción enzimática es conceptualmente opuesta a 
la represión enzimática. En la inducción, una enzima es sin-
tetizada solo cuando su sustrato está presente. La represión 
enzimática afecta normalmente a las enzimas biosintéticas 
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Represión
Número de células
Tiempo
Total
de proteínas
Enzimas de 
la biosíntesis 
de arginina
Arginina añadida
Figura 7.5 Represión enzimática. En un cultivo bacteriano, la adición
de arginina al medio reprime específicamente la producción de las enzimas 
necesarias para sintetizar arginina. La síntesis neta de proteínas no se ve 
afectada.
Figura 7.6 Inducción enzimática. En un cultivo bacteriano, la adición
de lactosa al medio induce específicamente la síntesis de la enzima 
�-galactosidasa. La síntesis neta de proteína no se ve afectada.
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Tiempo
Inducción
Número de células
Lactosa añadida
β-galacto-
sidasa
Total de proteínas 
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