L'opéron lactose: introduction

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Un peu d'histoire

Avec l’étude de l’opéron lactose, François Jacob, Jacques Monod et André Lwoff ont été les premiers scientifiques à décrire un système de régulation de la transcription des gènes. Ils proposent l’existence de deux classes de gènes qu’ils différencient par leur fonction : les gènes structuraux et les gènes régulateurs. C’est à partir de ces travaux qu’est né le concept de la régulation génique. (Prix Nobel de physiologie et médecine en 1965).

[La définition des termes écrits en rouge vous est proposée à la fin de cette rubrique sous forme d'index]

Qu'est-ce-qu'un opéron ?

Le contrôle concerté de l'expression des gènes est essentiel pour le maintien équilibré de la croissance cellulaire. Ce contrôle permet à la cellule d'ajuster ses synthèses aux conditions environnementales. Chez la bactérie Escherichia coli, les gènes impliqués dans un processus métabolique sont souvent groupés sur le chromosome et organisés en unité de transcription appelée opéron. Le contrôle coordonné de l'expression de ces gènes est possible grâce à des protéines régulatrices. Elles régulent le taux de transcription en se liant à l'ADN au niveau de séquences spécifiques. Dans ce cas, l'ARNm est polycistronique, c’est-à-dire qu’il contient l’information nécessaire à la synthèse des différentes protéines.

 

Le métabolisme du lactose

La bactérie trouve sa source de carbone dans le catabolisme des sucres. Si le glucose est la source de carbone "préférée", le lactose (qui est un β-galactoside) peut également être consommé par la bactérie et métabolisé en galactose et glucose. Les enzymes nécessaires à l’utilisation du lactose ne seront synthétisées qu’en présence de ce substrat. L'animation suivante présente la lactose perméase qui permet l'entrée dans la cellule du lactose avec un flux de protons et la β-galactosidase qui hydrolyse le lactose en hexoses qui suivent d'autres voies métaboliques.

 

->  L'organisation de l'opéron lactose

-> régulation négative de la transcription
Levée de l'inhibition de la transcription

-> Répression catabolique, régulation positive
Conclusion

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