Что означает Лак?

Классическим примером регуляции генов прокариот является lac-оперон. Этот оперон представляет собой генетическую единицу, вырабатывающую ферменты, необходимые для переваривания лактозы (рис. 16-13). Лак-оперон состоит из трех смежных структурных генов, которые транскрибируются в виде непрерывной мРНК с помощью РНК-полимеразы.

При добавлении лактозы те клетки, которые случайно экспрессировали как пермеазу лактозы, так и β-галактозидазу (небольшой процент от общей популяции клеток), будут реагировать: лактоза проникнет в эти клетки (поскольку пермеаза присутствует) и, поскольку β-галактозидаза также присутствует, она преобразуется в …

Ассоциация LacI·LacO и последующая репрессия транскрипции происходят, когда лактоза недоступна, которая могла бы служить субстратом метаболических белков lac. Когда лактоза доступна в качестве источника углерода, низкие уровни метаболических ферментов позволяют небольшому количеству этого сахара транспортироваться в бактерию с помощью LacY.

Если присутствуют и глюкоза, и лактоза, лактоза связывается с репрессором и предотвращает его связывание с операторной областью. Однако если глюкоза отсутствует и единственным доступным источником углерода становится лактоза, картина меняется. Лактоза по-прежнему предотвращает связывание репрессора с операторной областью.

Лактозный оперон (lac-оперон) — это оперон, необходимый для транспорта и метаболизма лактозы у E. coli и многих других кишечных бактерий. Генным продуктом lacZ является β-галактозидаза, которая расщепляет лактозу, дисахарид, на глюкозу и галактозу.

Оперон lac кодирует гены, необходимые для приобретения и переработки лактозы из локальной среды, включая структурные гены lacZ, lacY и lacA. lacZ кодирует β-галактозидазу (LacZ), внутриклеточный фермент, расщепляющий дисахарид лактозу на глюкозу и галактозу.

Когда концентрация внутриклеточной глюкозы высока (нижняя панель), уровни цАМФ низкие. Без присоединения комплекса CAP-cAMP РНК-полимераза не связывается с ДНК так эффективно, что приводит к низкой скорости транскрипции генов lacZ, lacY и lacA. Производство глюкозы снижается.

Глюкоза подавляет индукцию индуцибельных оперонов путем ингибирования синтеза циклического АМФ (цАМФ), нуклеотида, который необходим для инициации транскрипции большого количества индуцибельных ферментных систем, включая lac-оперон.

Лактоза как источник энергии E. coli предпочитает использовать глюкозу в качестве источника энергии, когда доступны и глюкоза, и лактоза. Лактоза — альтернативный источник энергии, который можно использовать при отсутствии глюкозы.

Сахар не питает инфекционные бактерии кишечной палочки в кишечнике. Почти весь сахар, который вы едите, всасывается в тонком кишечнике, но инфекционная кишечная палочка обитает в толстом кишечнике.

Предпочтительным источником углерода для E. coli, как и для многих других бактерий, является глюкоза, обеспечивающая более высокую скорость роста по сравнению с другими сахарами.

Хотя многое известно о том, как E. coli регулирует свой метаболизм при выращивании на одном сахаре, гораздо меньше известно о том, как эта бактерия регулирует свой метаболизм при выращивании на смесях сахаров, особенно когда смесь не включает глюкозу. Ряд исследований показал, что E.