¿Cómo funciona el operón arabinosa?

El operón de arabinosa consiste en el conjunto de genes que son responsables de la síntesis de proteínas / enzimas esenciales para el metabolismo del azúcar de arabinosa en el sistema bacteriano.

Genes estructurales:

  1. araB: códigos para isomerasa; Convierte D-arabinosa en L-ribulosa.
  2. araA: códigos para quinasa; convierte L-ribulosa en fosfato de ribulosa.
  3. araD: códigos para Epimerase; convertir fosfato de L-ribulosa en fosfato de xilulosa.

Imagen [1]

Si araD está mutado, entonces la célula muere ya que se acumularía fosfato de L-ribulosa en la célula que es tóxico.

araC es un gen constitutivo y codifica para el activador / regulador. Tiene el sitio de unión para arabinosa y se une a arabinosa en forma de alosterio. El represor araC está en forma de dímero.

Si la arabinosa está presente en el medio ambiente y no hay glucosa, araC se une a araI1, araI2, araO1 y araO12. Se une a araO2 y araI1 en ausencia de arabinosa.

AraI2 se superpone parcialmente con el promotor de araBAD. La distancia entre araI1 y AraO2 es de 194 pares de bases.

Condiciones:

(1) Cuando la arabinosa está ausente y el nivel de glucosa es alto.

Cuando los niveles de glucosa son altos, los niveles de cAMP en el citosol son muy menores. Por lo tanto, el complejo cAMP-CAP no se forma y el sitio CAP permanece vacío.

Además, araC sin arabinosa se une a araI1 y araO2. Ahora, como araI1 y araO2 están separadas 194 bases, la unión de una unidad de la subunidad araC al araO2 y otra al araI1 conduciría a la formación de un bucle.

El bucle evitaría que la ARN polimerasa se una a la región del operador debido al impedimento estérico. Por lo tanto, los genes araBAD no se expresarán.

(2) Cuando la glucosa está ausente y el nivel de arabinosa es alto.

Como la arabinosa está presente, se uniría al araC. La unión de arabinosa a araC conduciría a un cambio conformacional de tal manera que esta vez el dímero araC se uniría a araI1 y araI2. La unión de araC a araI1 y araI2 promovería la transcripción.

En este caso, como el nivel de glucosa es bajo, los niveles de cAMP serían altos. Como los niveles de cAMP son altos, CAP se uniría al cAMP y formaría un complejo. Este complejo se uniría al sitio de unión CAP y promovería la transcripción.

El CAP en la secuencia / sitio de unión al CAP interactuaría con la cola α-CTD de la ARN polimerasa. Por lo tanto, el promotor de los genes araBAD sería fuerte, y se produce la transcripción.

Punto a tener en cuenta: el operón arabinosa se denomina operón antiactivación. Aquí, la molécula reguladora, es decir, araC, activaría y desactivaría el operón dependiendo de la presencia de arabinosa en el medio ambiente.


Referencia y lecturas sugeridas:

  1. Schleif, R., 2000. Regulación del operón L-arabinosa de Escherichia coli. Tendencias en genética , 16 (12), pp.559-565.
  2. Watson, JD y Watson, JD, 2008. Biología molecular del gen (No. Sirsi) i9780805395921).
  3. Brooker, R., 2015. Conceptos de genética . McGraw-Hill Educación Superior.
  4. Schleif, R., 2010. Proteína AraC, regulación del operón l-arabinosa en Escherichia coli, y el mecanismo del interruptor de la luz de acción AraC. FEMS microbiology reviews , 34 (5), pp.779-796.
  5. Englesberg, E., Squires, C. y Meronk, F., 1969. El operón L-arabinosa en Escherichia coli B / r: una demostración genética de dos estados funcionales del producto de un gen regulador. Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 62 (4), pp.1100-1107.
  6. Greenblatt, J. y Schleif, ROBERT, 1971. Proteína Arabinosa C: regulación del operón arabinosa in vitro. Nat New Biol , 233 (40), págs. 166-170.
  7. Baumberg, S. ed., 1999. Expresión génica procariota (Vol. 21). OUP Oxford.

Notas al pie

[1] https://image.slidesharecdn.com/…