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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON FACULTAD DE AGRONOMIA

GENETICA MOLECULAR OPERON DE TRIPTOFANO

Dr. Hugo Garcia

Ing. En Biotecnología Luz Teresa Martínez de León 1816795 6º Semestre Grupo: B6A

Gral. Escobedo, Nuevo León, a 10 de marzo de 2020

El operón triptófano cuenta con cinco genes codificadores de enzimas encargadas de formar el aminoácido triptófano (genes trp E, G-D, C-F, B y A), un sitio operador y un promotor. Todos los genes del operón trp se transcriben en un solo ARNm. Cuando la bacteria

se

encuentra

en

un

medio

con

altas cantidades de triptófano, las enzimas encargadas de la elaboración de trp no son necesarias, por lo que se debe interrumpir su transcripción. Las enzimas productoras de triptófano actúan de la siguiente manera: Primero, la bacteria cuenta con una molécula precursora de triptófano llamada corismato, el cual es degradado trpE.

Posteriormente la

a

enzima

antranilato

por

trpD transforma

la

enzima el

trpG

anterior

y en

fosforribosilo-antranilato. Luego la trpF lo convierte a carboxifenilaminodesoxiribulosa-5-fosfato, después pasa a ser indol-3-glicerol fosfato por acción de la trpC y a indol por la trpA. Finalmente, la trpB transforma el indol a triptófano. El operón triptófano es regulado por el represor trp, el cual es considerado como una proteína alostérica. Cuando hay presencia de triptófano, éste se une al represor trp y cambia su estructura, lo que le permite unirse fácilmente al sitio operador del operón y bloquear el camino de la ARN polimerasa para realizar la transcripción. El gen que codifica para la proteína represora está presente en la célula debido a que su síntesis siempre se está llevando a cabo. Es por eso que la represión del operón trp ocurre de manera rápida. A este tipo de expresión genética se le conoce como expresión genética constitutiva.

En cambio, cuando disminuye el nivel de triptófano en la células, éste ya no se une al represor y por ello tampoco a la cadena de ADN, por lo que la ARN polimerasa puede transcribir el operón y se lleva a cabo la síntesis de las proteínas que elaborarán el aminoácido triptófano. También proceso

de

regulación

del

operón trp llamado

existe

otro

atenuación.

Este

mecanismo de regulación también inhibe la expresión del operón trp. Sin embargo, la atenuación no impide el inicio de la transcripción, sino que interrumpe la traducción. Para comprender mejor este proceso nos ubicaremos en la región líder del operón

trp. Esta región

se encuentra entre el sitio

operador y el primer gen estructural del operón y cuando se transcribe a

ARNm se le conoce como ARNm líder. La región líder contiene la secuencia atenuadora, que es una secuencia de 43 pares de bases y se divide en cuatro partes; y la secuencia líder, que codifica para un péptido de 14 aminoácidos, de los cuales dos son triptófano. Si hay altas concentraciones de trp, cuando se lleve a cabo la traducción de la secuencia líder, el ribosoma podrá terminar rápidamente la traducción del polipéptido líder. Si hay bajas de

trp

la

traducción

de

la

secuencia

líder

se

concentraciones llevará

a

cabo

lentamente. Debido a que las células procariotas carecen de un núcleo los procesos de transcripción y traducción se llevan a cabo simultáneamente. Mientras las ARN polimerasas transcriben el operón, los ribosomas traducen el ARNm resultante. Cuando se lleva a cabo la transcripción se forman horquillas a lo largo del ARNm debido a la complementariedad de las bases. La unión de las partes dos y tres forman una horquilla que previene la terminación de la transcripción (horquilla antiterminadora). Si las partes tres y cuatro se unen y se forma una horquilla terminadora, esto causará los ribosomas detengan la síntesis de proteínas formadoras de triptófano. Es así como comienza a regularse. La posición del ribosoma en el ARNm líder juega un papel muy importante

en

la regulación del operón trp. Después de que la ARN

polimerasa ha transcrito la sección 3, ésta se une a la sección dos y se forma una horquilla de antiterminación, esto provoca que el proceso de transcripción se no detenga y continúe sintetizando las enzimas necesarias para producir el triptófano que la célula necesita. Cuando ya hay suficiente presencia de triptófano

en

el

medio

las

secciones

tres

y

cuatro

se

unen

y

generan una señal de terminación para que la ARN polimerasa detenga la transcripción del operón