Opéron Lactose PDF

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Fiche Opéron Lactose...

Description

Opéron Lactose : Exemple d’Escherichia Coli Escherichia Coli s’adapte à son milieu nutritif ; elle préfère utiliser du glucose mais en absence du glucose elle utilise le lactose. Une galactosidase clive le lactose et on obtient galactose + glucose. Cette adaptation nécessite une régulation : en présence de glucose ou en l’absence de lactose, il n’y a pas besoin de galactosidase (car on n’a pas besoin de cliver le lactose). Cette régulation s’effectue grâce à l’opéron lactose. L’opéron lactose est composé de 3 gènes de structure (cistrons): lacZ : code pour le galactosidase (qui clive le lactose en galactose + glucose) lacY : code pour la perméase (permet au lactose d’entrer dans la bactérie) lacA : code la galactoside trans-acétylase (transfert un groupement acétyl de l’acétyl-CoA sur le galactoside) Ces 3 gènes de structure sont précédés par une région responsable de la régulation de leur expression : L’opérateur : le répresseur va interagir avec lui grâce à des motifs hélice boucle hélice Le promoteur On trouve en amont du promoteur, le gène régulateur (lacI) qui code une protéine régulatrice (trans) : Le répresseur qui en se liant au promoteur régule la production des 3 gènes de structure.

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En l’absence de lactose

En absence de lactose, le répresseur est sous sa forme active (sous forme tétramère). Il va se lier spécifiquement au niveau de l’opérateur de l’opéron lactose bloquant l’accès de l’ARN polymérase au site d’initiation de la transcription.  Les gènes de structures de l’opéron lactose ne peuvent donc pas être transcrits.  Les enzymes nécessaires au métabolisme du lactose ne sont pas synthétisés. 

En présence de lactose

En présence de lactose, c’est un substrat inducteur qui se fixe au répresseur ce qui l’inactive. Cette liaison entraine un changement conformationnel (on passe en tétramère à monomère) du répresseur qui perd alors son affinité pour l’opérateur (le tétramère a plus d’affinité pour l’opérateur que le monomère). Le site opérateur étant libéré, l’ARN polymérase peut atteindre le site d’initiation de la transcription et synthétiser l’ARN polycistronique.  La production des enzymes nécessaires au métabolisme du lactose est donc dépendante de la présence du substrat.  La fixation de l’ARMp s’effectue en présence d’AMPc et de la protéine CAP 

En présence de lactose et de glucose

Le répresseur est inactivé par le substrat (l’allolactose), le site opérateur est donc libre et les gènes pourraient être transcrits. Or, tant que du glucose est présent, la bactérie va le métaboliser préférentiellement (elle n’a donc pas besoin des enzymes nécessaires au métabolisme du lactose). Ceci implique l’existence d’un autre mécanisme de régulation : la répression catabolique. Le métabolisme du lactose n’est nécessaire qu’en cas de carence en glucose. Un signal de carence est déclenché sous forme d’une augmentation du taux d’AMPc. 1) L’AMPc va former un complexe avec la protéine CAP. 2) Ce complexe se lie à l’ADN en amont du site de fixation de l’ARN polymérase. 3) L’interaction du complexe CAP-AMPc va agir comme un augmenter l’affinité de l’ARN polymérase ce qui va augmenter la transcription de l’opéron lactose (et donc la synthèse des enzymes nécessaire au métabolisme du lactose). En présence du glucose il n’y a pas de complexes CAP-AMPc disponible donc le niveau de transcription de l’opéron lactose est très faible....