etructura de los genes def - Instituto Inmaculada Concepción

Instituto Inmaculada Concepción
Departamento de Ciencia y Tecnología
Biología
Guía de Aprendizaje Biología IV Medio PD
Objetivos:
Capacidad: Razonamiento lógico, Analizar
Destrezas: Representar, Interpretar, Concluir, Comparar, Inferir
Valor: Libertad
Actitud: Responsabilidad
Contenido; REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA
Regulación en procariotas: el operón
Las células procariotas pueden regular de varias formas la cantidad de
proteínas
que van a ser sintetizadas. No obstante se considera que la expresión génica está regulada
principalmente a nivel de la transcripción .
La mayoría de los procariotas, tales como Esclerichia coli, están expuestos a una gran variedad de
condiciones en su medio y exhiben una notable capacidad para adaptarse a las mismas, esto es
consecuencia de una gran habilidad para regular la expresión de genes específicos que codifican
aquellas moléculas que responden a los estímulos de su entorno. Así, esta capacidad de un
organismo para regular la expresión de sus genes incrementa su aptitud para crecer y dejar
progenie en cualquier tipo de condiciones ambientales.
La síntesis de transcriptos de genes y proteínas requiere un considerable gasto de energía. Si se
"apaga" la expresión de estos genes (cuando sus productos no son necesarios). Un organismo puede
evitar gastar energía o utilizarla en vías metabólicas de moléculas que maximicen la tasa de
crecimiento en su medio circundante.
¿Cuáles son los mecanismos por los cuales estos organismos regulan la expresión de genes en
respuesta a cambios en el ambiente?
En bacterias, los genes que codifican para la síntesis de enzimas que participan en una vía
metabólica, se agrupan en el cromosoma en un complejo denominado OPERÓN. Todos los genes del
operón actúan como unidades coordinadas mediante un mecanismo de control descripto por
primera vez por Jacob y Monod en 1961.
Un operón típico consta de:
· Genes estructurales :son los genes que codifican para las enzimas de la vía metabólica. Tienen
la particularidad de situarse próximos entre sí, de manera tal que son transcriptos en una sola
molécula de ARNm policistrónico. Cuando éste se traduce se obtienen las diferentes enzimas de la
vía metabólica.
· Promotor: como analizáramos anteriormente, es la secuencia de nucleótidos del ADN en donde
se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción.
· Operador : es una secuencia de nucleótidos que se interpone entre el promotor y los genes
estructurales, en donde se inserta una proteína reguladora denominada proteína represora.
La proteína represora es codificada por el gen regulador, localizado en una
región distinta del cromosoma bacteriano, aguas arriba del sitio operador.
1.-Representar un Operón mediante un dibujo, señalando cada una de sus partes
trabajando con responsabilidad.
Uno de los ejemplos de operón más conocido es el operón lac. Este es un conjunto de
genes que intervienen en la utilización de la lactosa, por parte de la bacteria, como fuente
de energía. Las tres enzimas que intervienen en la vía de degradación de la lactosa son: la
enzima permeasa , la beta galactosidadsa y la transacetilasa.
2. Interpretar esquema que representa el operón lactosa respondiendo las siguientes
preguntas.
2.A
A. ¿Cuántos genes estructurales tiene este operón?
B.-¿Cuántos RNAm se originan de estos genes? Fundamentar la respuesta.
C.¿Qué función tiene el promotor?
D.¿Qué función tiene el Regulador?
E. ¿Cuál es la función del represor?
F. ¿Qué ocurre con la transcripción en este esquema? Fundamenta
3 .Comparar este esquema con el anterior señalando cuáles son las diferencias y
explicando claramente con los conceptos que corresponden a esta temática.
. 4.- Inferir porqué el operón lactosa es denominado operón inducible,
fundamentando brevemente
El operón lac también se encuentra bajo control positivo. Este efecto
se da cuando en el medio hay glucosa, así la bacteria metaboliza este
monosacárido ignorando cualquier otra fuente de carbono disponible. Cuanto menor
es la concentración de glucosa en el medio, mayor es la concentración de AMPc.
5.- Interpretar imagen que representa un operón respondiendo las siguientes preguntas
trabajando responsablemente.
¿Cuáles son las funciones de la CAP (proteína Activadora de Catabolitos) y el AMPc?
6. Concluir sobre el comportamiento del operón lac señalando dos ideas relevantes.
Existen otros tipos de operones en bacterias, como por ejemplo el operón triptófano
7. Interpretar esquema que representa el operón triptófano respondiendo las siguientes
preguntas.
A. ¿Cuántos genes estructurales tiene este operón?
B.-¿Cuántos RNAm se originan de estos genes?
C. ¿Qué función tiene este operón?
D. ¿Qué ocurre con la transcripción en este esquema? Fundamenta
E. ¿Qué ocurre en la siguiente imagen?
F. ¿Cómo lo explicas?