Nell'operone Lac, la proteina attivatrice del gene catabolita (CAP) è responsabile di:
Regolazione positiva
Regolazione negativa
Espressione costrittiva
Alterazione
Ris. A. Regolazione positivaIl lago operona. Un operone può essere regolato da un singolo promotore o regione regolatrice. Il cistron è la più piccola unità di espressione genetica.b. Quando l’E. coli è esposto sia al lattosio che al glucosio come fonti di carbonio, gli organismi prima metabolizzano il glucosio e poi smettono temporaneamente di crescere finché i geni dell’operone lac non vengono indotti a fornire la capacità di metabolizzare il lattosio come fonte di energia utilizzabile. Nonostante il lattosio sia presente fin dall'inizio della fase di crescita batterica, la cellula non induce quegli enzimi necessari al catabolismo del lattosio finché il glucosio non si è esaurito. Inizialmente si pensò che questo fenomeno fosse attribuibile alla repressione dell'operone lac da parte di qualche catabolita del glucosio; quindi, è stato chiamato repressione dei cataboliti.c. È ormai noto che la repressione dei cataboliti è infatti mediata da una proteina attivatrice del gene dei cataboliti (CAP) insieme al cAMP. Questa proteina è anche chiamata proteina regolatrice del cAMP (CRP). L'espressione di molti sistemi enzimatici inducibili o operoni nell'E coli e in altri procarioti è sensibile alla repressione dei cataboliti.d. L'operone del lattosio (lac) è un modello classico per comprendere la regolazione genetica. È controllato negativamente attraverso due geni regolatori: il gene lac I che costitutivamente (sempre) esprime una proteina repressore e la regione dell'operatore (o) a cui si lega il repressore. L'operone lac è inducibile dal lattosio e dagli analoghi del lattosio, inattivando il repressore e scoprendo l'operone e la sequenza del suo vicino promotore (p).e. Diversi operoni in E. coli, compreso l'operone lac, sono soggetti alla repressione dei cataboliti. In presenza di glucosio, diminuisce la produzione di AMP ciclico (cAMP) da parte dell’adenilato ciclasi. Bassi livelli di glucosio aumentano la produzione di cAMP, che si lega alla proteina attivatrice dei cataboliti (CAP). Il complesso cAMP-CAP si lega ai promotori di diversi operoni reattivi nei siti di legame della proteina attivatrice dei cataboliti (CAP), migliorando notevolmente la trascrizione dell'RNA dell'operone. Questo controllo positivo stimola l'uso di metaboliti più esotici quando il glucosio non è disponibile e conserva l'energia quando il glucosio è abbondante. Livelli elevati di glucosio abbassano i livelli di cAMP e dirigono il metabolismo verso le vie costitutive del glucosio come la glicolisi.
Molecular Genetics