Lac Operon (Operador Induzível) e Operador Repressível

Os genes são regulados como uma unidade por um único interruptor chamado operador. O gene promotor marca o local no qual começa a transcrição do mRNA e onde as aves da enzima RNA polimerase. A unidade inteira é chamada operon.

A ação do gene estrutural é regulada pelo sítio do operador com a ajuda de uma proteína repressora produzida pela ação do gene “i” chamado de gene regulador. Os genes são expressos ou não expressos, dependendo se o comutador operativo está ativado ou desativado.

Com o operador ligado, os três genes são transcritos pela RNA polimerase em um único trecho de mRNA cobrindo todos os três genes. Cada segmento genético é chamado cistron e o mRNA longo cobrindo todos os cistrons é conhecido como policistrônico. Se a lactose for removida do meio, as enzimas necessárias para a degradação não são produzidas.

A substância repressora pode combinar com o gene do operador para reprimir sua ação de duas maneiras:

(I) Lac Operon (Operador Induzível):

Neste, operon é geralmente desligado, como resultado, não há transcrição e, portanto, não formação de proteínas (enzimas) (Fig. 6.63). No entanto, pode ser ligado se um metabólito é fornecido para a bactéria de fora.

Compõe-se de três genes estruturais: Lac Z, Lac Y e Lac A, o metabolite acrescentado entra em contato com o repressor ativo unido ao operador, leva à modificação na estrutura do repressor e o repressor retira-se do operador.

O operon é transcrito e as enzimas são produzidas. O processo continua até o metabolito (indutor) ser consumido. Após o consumo do indutor (metabólito), o repressor novamente recebe sua forma terciária, liga-o ao operador e desliga o operon (Fig. 6.64).

Em Lac operon lactose quando adicionado entra nas células pela ação da enzima permease poucas moléculas das quais estão geralmente presentes na célula. A lactose liga-se ao repressor ativo, levando a mudanças em sua estrutura. Como resultado, o repressor agora não se liga ao operador.

Agora, a RNA polimerase inicia o processo de transcrição do operon pela ligação ao sítio promotor P. Todas as três enzimas são formadas viz. (β galactosidase, permease e transacetilase. Finalmente, todas as moléculas de lactose são usadas. Agora, o repressor inativo ativa, liga-se ao operador e, finalmente, desliga o operon.

(II) Operão Repressível (Triptofano Operon e Arginina Operon):

Neste sistema, o operon é usualmente ligado para que a transcrição ocorra normalmente para sintetizar enzimas. Mas o operon pode ser desligado devido à não exigência de metabólito (Fig. 6.66 B).

No tripon de triptofano, a formação de triptofano (um aminoácido) precisa da ação de cinco enzimas na sucessão. A formação do triptofano está ligada porque o gene regulador R forma um repressor inativo chamado aporepressor que não se liga ao local do operador.

Como o local do operador é livre de repressores, o sistema do operon permanece ligado e todas as cinco enzimas necessárias para a formação do triptofano são sintetizadas (Fig. 6.66 A).

Quando o triptofano se acumula ou se soma, poucas moléculas de triptofano agem como co-repressoras e se ligam ao repressor inativo (complexo repressor-corepressor) que se torna ativo e se liga ao operador, desligando assim o operon.