Operon: Definición y secuenciación

El operón: el interruptor maestro

En las bacterias, los grupos de genes se agrupan en una unidad llamada operón. Un operón facilita que las bacterias activen todos los genes necesarios para una tarea a la vez. Piense en ello como poder encender un interruptor y encender todos los electrodomésticos que necesita para cenar a la vez, en lugar de ir hacia ellos y encenderlos uno por uno.

Secuencia de operón

Los operones están controlados por un interruptor de «encendido», llamado promotor . El promotor es un lugar donde se une una proteína especial llamada ARN polimerasa . Cuando una proteína se une a otra cosa, se adhiere, como un candado y una llave, para que suceda otro proceso. Cuando la ARN polimerasa se une al ADN, hace una copia del ADN en forma de ARN. Este paso se llama transcripción , que es el primer paso para producir una proteína. (Recuerde que las proteínas son los componentes básicos de las células y le dan a las células todas sus estructuras y funciones).

El promotor, o interruptor de «encendido», es seguido por un interruptor de «apagado» llamado operador . El ADN operador es el lugar donde una proteína represora puede unirse para detener o reprimir la transcripción de los genes. Después del promotor y el operador, la siguiente parte del operón es el gen estructural. Los genes estructurales tienen la información necesaria para producir las proteínas necesarias para un trabajo. Aquí hay una imagen de las diferentes estructuras de un operón:

Cuando una bacteria quiere activar un operón, la proteína represora debe ser liberada y la ARN polimerasa debe unirse al promotor (interruptor «on»).

Ejemplos de Operons

Un ejemplo clásico de un operón en acción es el operón lac. El operón lac regula cómo las bacterias metabolizan o descomponen la lactosa. Cuando no hay lactosa, las bacterias no desperdician energía produciendo proteínas para descomponer la lactosa. Bastante inteligente, ¿eh? Cuando hay lactosa, las bacterias no pierden tiempo en crear las proteínas necesarias para descomponer la lactosa y obtener energía.

Así es como funciona: una proteína llamada represor está unida al operador (interruptor de ‘apagado’). Cuando hay lactosa, se une a la proteína represora. La proteína represora cambia de forma y se desprende del operador. Luego, la ARN polimerasa queda libre para unirse al promotor (interruptor de encendido) y producir las tres proteínas necesarias para descomponer la lactosa.

Otro ejemplo de un operón es el operón trp . Este operón es responsable de producir el aminoácido triptófano. Este operador está regulado de forma opuesta al operón lac. Cuando el triptófano es abundante en la célula, la célula no quiere producir triptófano adicional: esto desperdicia energía. Piense en ello como si su mamá le comprara plátanos; ¡No irías a la tienda y comprarías otro manojo! Entonces, cuando el triptófano es abundante, la proteína represora se une al operador. Cuando el triptófano es escaso, se libera la proteína represora y la ARN polimerasa puede unirse al operador.

En el operón lac, cuando está presente lactosa, el operón lac se transcribe a ARN, pero en el operón trp cuando está presente triptófano, el operón trp no se transcribe a ARN. El operón trp es especial porque puede atenuarse . Esto significa que la cantidad de triptófano alrededor dicta qué genes estructurales se pueden producir. Sin embargo, el operón lac solo se puede activar o desactivar.

Aquí hay una imagen del operón trp:

Resumen de la lección

En resumen, los operones son grupos especiales de genes que pueden controlarse mediante un interruptor. Las bacterias agrupan genes en grupos llamados operones. Cada operón tiene un promotor (interruptor ‘encendido’) para que la ARN polimerasa se adhiera, un operador (interruptor ‘apagado’) para que se adhiera una proteína represora y genes estructurales , que en realidad codifican las proteínas. Cuando el represor está unido, la ARN polimerasa no puede transcribir los genes estructurales y no se produce ninguna proteína. Cuando el represor se libera del operador, la ARN polimerasa transcribe los genes estructurales y produce las proteínas que la célula necesita.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador