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O Operon lac em E. coli: Modelo Clássico de Regulação Gênica

Visão Geral

O operon lac em E. coli é um paradigma para a regulação gênica procariótica. Ele controla a expressão de genes para o metabolismo da lactose (lacZ, lacY, lacA).

Duas Funções Centrais

1. Regulação Negativa (Repressão)

• Repressor Lac (codificado por lacI) liga-se ao operador (O) a montante do promotor.
• Bloqueia a RNA polimerase → nenhuma transcrição dos genes estruturais.
• Ocorre quando a lactose está ausente.

2. Expressão Induzível (Desrepressão)

• A alolactose (isômero da lactose) liga-se ao repressor → mudança conformacional → reduzida afinidade pelo operador.
• A RNA polimerase acessa o promotor → transcrição de lacZYA.
• Enzimas produzidas: β-galactosidase (lacZ), permease (lacY), transacetilase (lacA).

Camada Adicional: Repressão Catabólica (CAP-cAMP)

• Glicose baixa → cAMP alto → CAP-cAMP liga-se ao sítio CAP → aumenta a ligação da RNA polimerase.
• Glicose alta → cAMP baixo → CAP inativo → expressão do lac baixa mesmo se a lactose estiver presente.

Significado Biológico

Eficiência energética: a E. coli expressa enzimas metabolizadoras de lactose apenas quando a lactose está disponível E a glicose é escassa. Isso impede a síntese proteica desperdiçada.