Um operon é uma unidade funcional de DNA genômico que contém um grupo de genes controlados por um único promotor. Dito de forma simples, estes genes compartilham informações necessárias para criar as ferramentas para uma determinada tarefa para que eles compartilhem um promotor assegurando que todos serão transcritos juntos.

O operon lac, ou lactose, é encontrado em E. coli e algumas outras bactérias entéricas. Este ópero contém genes que codificam as proteínas responsáveis pelo transporte da lactose para o citosol e pela sua digestão em glicose. Esta glicose é então utilizada para produzir energia.

O ópero lac é explorado por biólogos moleculares, para que possamos compreender melhor como funciona. Isto também é discutido brevemente no artigo de Jeremy sobre o uso do operon lac como uma ferramenta de microscopia.

Regulação apertada

Normalmente, o operon lac é desligado. Uma proteína repressora liga a região do operador (controle) a montante do operon evitando a transcrição.

Quando a lactose está presente fora da célula, ela atravessa a membrana celular e age como indutor do operon. Faz isso quando a lactose é decomposta para criar alolactose. O operon lac é então transcrito e traduzido em proteínas incluindo a permease, que se incorpora na membrana celular facilitando o transporte da lactose para a célula, e β-galactosidase, que devora a lactose para fazer moléculas de glicose. β-galactosidase também produz alolactose. Isto leva a um ciclo de feedback positivo.

Este ópero toma o estágio quando os níveis de glicose estão baixos. Isto é devido a outra proteína, chamada proteína ativadora da catabolita (CAP), e moléculas cíclicas de adenosina monofosfato (cAMP). Quando os níveis de glicose caem, os níveis de AMPc aumentam até que haja AMPc suficiente para ligar e ativar mais CAP. O CAP promove a transcrição de RNA polimerase de genes levando a um aumento da expressão do operon lac.

Em conjunto, você tem um regulador negativo, a proteína repressora, que é ligada e desativada pela alolactose e um regulador positivo, que é promovido por baixos níveis de glicose garantindo que quando os níveis de glicose estão baixos, mas a lactose está presente, a célula irá mudar para esta fonte alternativa de jantar.

Então porque é que estes genes de jeans estão tão na moda no laboratório e na indústria?

A laca operon tem provado ser útil para os cientistas. Tanto o promotor como os genes foram separados e usados de várias maneiras.

Fique atento para ouvir como você pode entrar no vagão do operon lac!