MECANISMOS DE CONTROL EN GENÉTICA
Fig. 10.1
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El operón lac.
controlan la síntesis de tres enzimas indispensables para el
procesamiento del disacárido lactosa de la leche. Esos tres
genes constituyen la porción funcional clave del operón y se
encienden y apagan al unísono. El primero de esos genes
estructurales codifica la síntesis de la β-galactosidasa, la enzima que rompe la lactosa en glucosa y galactosa, los monosacáridos del azúcar de la leche. La enzima está formada
por cuatro cadenas polipeptídicas (es decir, es tetramóric a).
El segundo gen estructural codifica la permeasa, enzima
que facilita el paso de lactosa al interior de la célula bacteriana, donde puede ser procesada. (Como su nombre lo indica,
la permeasa aumenta las características de permeabilidad
de sustancias específicas.) Un tercer gen estructural, que
codifica una transacetilasa, completa el trío de genes estructurales del operón. La transacetilasa promueve la transferencia de un grupo acetilo (CH3—C—) de la acetil-CoA a la
galactosa, pero no participa directamente en el procesamiento de la lactosa en sí. Por lo común, estas enzimas no
se sintetizan. Sin embargo, cuando está presente en el medio, la lactosa actúa como un inductor (o desrepresor) del
operón al adherirse al represor lac y evitar que éste inhiba el
operador. Entonces, la lactosa es el estímulo que provoca
la síntesis de las enzimas necesarias para que la célula
pueda degradarla y aprovecharla: un refinado mecanismo
cuyo efecto es la síntesis de enzimas sólo cuando son necesarias.
La función de los represores, tanto activos como
inactivos, es ejemplo de los mecanismos de control negativos de la expresión génica; sin embargo, también existen mecanismos positivos de control.
Se han descubierto otros operones y el principio de
su funcionamiento es muy semejante al del operón lac.
EJEMPLO 3 Uno de tales mecanismos positivos para
el operón lac se relaciona con una proteína capaz de
En algunos casos, ei operón está encendido incluso
cuando las circunstancias son normales. Luego, las moléculas que se forman lo apagan. En este caso, primero
se produce un represor inactivo; después, este represor es activado por la nueva molécula (correpresor) y
apaga el operón.
EJEMPLO 2 El aminoácido triptófano es sintetizado por
una vía en la que participan cinco enzimas interactuantes
asociadas con un operón. En condiciones normales, la vía se
mantiene activa y el operón están encendido, de modo que
hay síntesis de triptófano. Pero si se introduce triptófano, éste
funciona como correpresor (combinándose con el represor
inactivo para activarlo y apagar el operón, suspendiendo así
la síntesis subsecuente de las enzimas necesarias para producir ese aminoácido). Este es un ejemplo del fenómeno llamado Inhibición por el producto final, que consiste en que
un proceso puede ser apagado por su producto final. Este
"talento" celular permite que la bacteria ejerza en su interior
una economía muy austera.