LAC-OPERON:
LA REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE NEI BATTERI
STORIA DELLA BIOLOGIA
NEL 1965 GLI SCIENZIATI MONOD,JACOB E LWOFF OTTENNERO IL PREMIO NOBEL PER LA SCOPERTA DELLA CRESCITA DIAUXICA OSSERVATA DA MONAD MEDIANTE LO STUDIO DI COLTURE DI ESCHERICHIA COLI (E.COLI): QUESTI NOTÒ CHE UTILIZZANDO UN TERRENO CONTENENTE LATTOSIO E GLUCOSIO IL BATTERIO USAVA PRIMA IL GLUCOSIO E DOPO UN PERIODO DI LATENZA IL LATTOSIO, SULLA BASE DI QUESTE OSSERVAZIONI IPOTIZZÒ CHE POTESSE SUSSISTERE UNA DIPENDENZA TRA ENZIMI E SUBSTRATO, CIOÈ LA POSSIBILITÀ DI ATTIVARE E DISATTIVARE I GENI IN REAZIONE A PARTICOLARI CONDIZIONI AMBIENTALI.IL MODELLO UTILIZZATO PER PRESENTARE QUESTA SCOPERTA FU PROPRIO IL LAC-OPERON CHE INCLUDEVA SIA LA REGOLAZIONE PER REPRESSIONE CHE PER INDUZIONE.
L'operone lattosio è un noto esempio di operone ovvero una sequenza genica nella quale vi sono le informazioni utili alla sintesi delle proteine strutturali. L'intero processo di trascrizione della sequenza genica è affidato ad un solo promotore. Solitamente gli operoni intervengono nella regolazione dei procarioti e molto più di rado negli eucarioti. La presenza delle molecole ligandi può favorire o contrastare la sintesi degli enzimi; il risultato è riscontrabile in un feedback positivo/negativo.
EPIGENETICA
LAC-OPERON: STRUTTURA
-promotore: sito di inizio della trascrizione; -operatore: sito a cui si lega una proteina regolatrice; -uno o più geni strutturali: nel caso del lattosio si tratta di tre geni che codificano tre enzimi che attraverso un’azione coordinata permettono l’utilizzo del lattosio (β-galattosidasi, β-galattoside-permeasi, β-galattoside-transacetilasi).
LAC-OPERON: COME FUNZIONA?
REPRESSIONE SE IL BATTERIO E.COLI PRESENTA UNA CARENZA DI LATTOSIO, INTERVIENE IL REPRESSORE LAC (UNA PROTEINA REGOLATRICE) CHE LEGANDOSI ALL'OPERATORE OSTACOLA LA TRASCRIZIONE DEI GENI STRUTTURALI DA PARTE DELLA RNA-POLIMERASI. IN PRESENZA DI GLUCOSIO LA TRASCRIZIONE VIENE CONTRASTATA DALLA CRP, UNA PROTEINA REGOLATRICE CHE VELOCIZZA E RENDE POSSIBILE IL PROCESSO DI TRASCRIZIONE LEGANDOSI AL PROMOTORE. LA CRP PER ATTIVARSI NECESSITA DELLA MOLECOLA AMP CICLICO DIPENDENTE DALLE FONTI DI CARBONIO; LA PRESENZA DI CRP È COSTANTE A DIFFERENZA DELL'AMP CICLICO CHE IN PRESENZA DI GLUCOSIO SI RIDUCE AD UNA BASSA CONCENTRAZIONE E AUMENTA SOLO QUANDO IL GLUCOSIO DIMINUISCE. PERTANTO, IN QUESTO CASO IL GLUCOSIO È RESPONSABILE DELLA REPRESSIONE DELLA SINTESI DEGLI ENZIMI. INDUZIONE SE INVECE VI È DISPONIBILITÀ DI LATTOSIO, QUESTO SI LEGA AL REPRESSORE SOTTO FORMA DI ALOLATTOSIO RENDENDOLO COSÌ INATTIVO E PERTANTO, IMPOSSIBILITATO A LEGARSI AL DNA, PERMETTE LA TRASCRIZIONE DEI GENI E SUCCESSIVAMENTE STIMOLA LA SINTESI DEGLI ENZIMI
LAC- OPERON: CONSEGUENZE
QUANDO L'ALOLATTOSIO SI LEGA AL REPRESSORE RENDENDOLO INATTIVO, BLOCCA LA PRODUZIONE DELL'ENZIMA LATTASI UTILE ALLA SCOMPOSIZIONE DEL LATTOSIO IN GLUCOSIO E GALATTOSIO CHE RENDE POSSIBILE A SUA VOLTA L'ASSORBIMENTO. IN QUESTA CONDIZONE SONO I BATTERI LATTICI DELLA FLORA INTESTINALE A FERMENTARE IL LATTOSIO, IL PROCESSO CAUSA DELLE ALTERAZIONI DELLA MUCOSA INTESTINALE E PIÙ IN GENERALE DEL MICROBIOTA, DA QUI LA COMUNE INTOLLERANZA (ENZIMATICA) AL LATTOSIO. TRA LE CAUSE DI QUEST'INTOLLERANZA VI SONO: -DEFICIT GENETICO PER IL GENOTIPO C/C ("NON PERSISTENZA" DELLA LATTASI); -CAUSE FARMACOLOGICHE/SECONDARIE. TUTTAVIA È POSSIBILE VERIFICARE UN'EVENTUALE PREDISPOSIZIONE GENETICA PER L'INTOLLERANZA AL LATTOSIO SOTTOPONENDOSI AGLI APPOSITI TEST.
SI RINGRAZIA PER LA CORTESE ATTENZIONE.
Caiano Anna, 4A
FONTI: -chimica-online -microbiologiaitalia -smart-edu --studenti -skuolanet
LAC-OPERON: REGOLAZIONE BATTERICA
Anna Caiano
Created on March 17, 2023
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LAC-OPERON:
LA REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE NEI BATTERI
STORIA DELLA BIOLOGIA
NEL 1965 GLI SCIENZIATI MONOD,JACOB E LWOFF OTTENNERO IL PREMIO NOBEL PER LA SCOPERTA DELLA CRESCITA DIAUXICA OSSERVATA DA MONAD MEDIANTE LO STUDIO DI COLTURE DI ESCHERICHIA COLI (E.COLI): QUESTI NOTÒ CHE UTILIZZANDO UN TERRENO CONTENENTE LATTOSIO E GLUCOSIO IL BATTERIO USAVA PRIMA IL GLUCOSIO E DOPO UN PERIODO DI LATENZA IL LATTOSIO, SULLA BASE DI QUESTE OSSERVAZIONI IPOTIZZÒ CHE POTESSE SUSSISTERE UNA DIPENDENZA TRA ENZIMI E SUBSTRATO, CIOÈ LA POSSIBILITÀ DI ATTIVARE E DISATTIVARE I GENI IN REAZIONE A PARTICOLARI CONDIZIONI AMBIENTALI.IL MODELLO UTILIZZATO PER PRESENTARE QUESTA SCOPERTA FU PROPRIO IL LAC-OPERON CHE INCLUDEVA SIA LA REGOLAZIONE PER REPRESSIONE CHE PER INDUZIONE.
L'operone lattosio è un noto esempio di operone ovvero una sequenza genica nella quale vi sono le informazioni utili alla sintesi delle proteine strutturali. L'intero processo di trascrizione della sequenza genica è affidato ad un solo promotore. Solitamente gli operoni intervengono nella regolazione dei procarioti e molto più di rado negli eucarioti. La presenza delle molecole ligandi può favorire o contrastare la sintesi degli enzimi; il risultato è riscontrabile in un feedback positivo/negativo.
EPIGENETICA
LAC-OPERON: STRUTTURA
-promotore: sito di inizio della trascrizione; -operatore: sito a cui si lega una proteina regolatrice; -uno o più geni strutturali: nel caso del lattosio si tratta di tre geni che codificano tre enzimi che attraverso un’azione coordinata permettono l’utilizzo del lattosio (β-galattosidasi, β-galattoside-permeasi, β-galattoside-transacetilasi).
LAC-OPERON: COME FUNZIONA?
REPRESSIONE SE IL BATTERIO E.COLI PRESENTA UNA CARENZA DI LATTOSIO, INTERVIENE IL REPRESSORE LAC (UNA PROTEINA REGOLATRICE) CHE LEGANDOSI ALL'OPERATORE OSTACOLA LA TRASCRIZIONE DEI GENI STRUTTURALI DA PARTE DELLA RNA-POLIMERASI. IN PRESENZA DI GLUCOSIO LA TRASCRIZIONE VIENE CONTRASTATA DALLA CRP, UNA PROTEINA REGOLATRICE CHE VELOCIZZA E RENDE POSSIBILE IL PROCESSO DI TRASCRIZIONE LEGANDOSI AL PROMOTORE. LA CRP PER ATTIVARSI NECESSITA DELLA MOLECOLA AMP CICLICO DIPENDENTE DALLE FONTI DI CARBONIO; LA PRESENZA DI CRP È COSTANTE A DIFFERENZA DELL'AMP CICLICO CHE IN PRESENZA DI GLUCOSIO SI RIDUCE AD UNA BASSA CONCENTRAZIONE E AUMENTA SOLO QUANDO IL GLUCOSIO DIMINUISCE. PERTANTO, IN QUESTO CASO IL GLUCOSIO È RESPONSABILE DELLA REPRESSIONE DELLA SINTESI DEGLI ENZIMI. INDUZIONE SE INVECE VI È DISPONIBILITÀ DI LATTOSIO, QUESTO SI LEGA AL REPRESSORE SOTTO FORMA DI ALOLATTOSIO RENDENDOLO COSÌ INATTIVO E PERTANTO, IMPOSSIBILITATO A LEGARSI AL DNA, PERMETTE LA TRASCRIZIONE DEI GENI E SUCCESSIVAMENTE STIMOLA LA SINTESI DEGLI ENZIMI
LAC- OPERON: CONSEGUENZE
QUANDO L'ALOLATTOSIO SI LEGA AL REPRESSORE RENDENDOLO INATTIVO, BLOCCA LA PRODUZIONE DELL'ENZIMA LATTASI UTILE ALLA SCOMPOSIZIONE DEL LATTOSIO IN GLUCOSIO E GALATTOSIO CHE RENDE POSSIBILE A SUA VOLTA L'ASSORBIMENTO. IN QUESTA CONDIZONE SONO I BATTERI LATTICI DELLA FLORA INTESTINALE A FERMENTARE IL LATTOSIO, IL PROCESSO CAUSA DELLE ALTERAZIONI DELLA MUCOSA INTESTINALE E PIÙ IN GENERALE DEL MICROBIOTA, DA QUI LA COMUNE INTOLLERANZA (ENZIMATICA) AL LATTOSIO. TRA LE CAUSE DI QUEST'INTOLLERANZA VI SONO: -DEFICIT GENETICO PER IL GENOTIPO C/C ("NON PERSISTENZA" DELLA LATTASI); -CAUSE FARMACOLOGICHE/SECONDARIE. TUTTAVIA È POSSIBILE VERIFICARE UN'EVENTUALE PREDISPOSIZIONE GENETICA PER L'INTOLLERANZA AL LATTOSIO SOTTOPONENDOSI AGLI APPOSITI TEST.
SI RINGRAZIA PER LA CORTESE ATTENZIONE.
Caiano Anna, 4A
FONTI: -chimica-online -microbiologiaitalia -smart-edu --studenti -skuolanet