Kakšna je funkcija lac represorskega sistema pri E. coli?

Lac represorski sistem v E. coli je klasičen primer genske regulacije pri prokariontih. Ima ključno vlogo pri nadzoru izražanja genov, ki sodelujejo pri presnovi laktoze. Lac represorski sistem služi predvsem dvema glavnima funkcijama:

1. Negativna regulacija lac operona:

Lac represorski sistem izvaja negativno regulacijo nad lac operonom, ki je sestavljen iz več genov, bistvenih za uporabo laktoze. Lac represorski protein se veže na specifično zaporedje DNA, znano kot lac operator, ki se nahaja tik pred promotorsko regijo lac operona. Ta vezava preprečuje, da bi RNA polimeraza prepisala lac gene in s tem preprečila sintezo encimov, potrebnih za presnovo laktoze.

2. Inducibilna ekspresija kot odziv na razpoložljivost laktoze:

Lac represorski sistem omogoča inducibilno izražanje lac genov kot odgovor na prisotnost laktoze. Ko laktoze ni, se lac represor tesno veže na lac operater in učinkovito zavira prepisovanje lac genov. Ko pa je laktoza prisotna, deluje kot induktor. Laktoza se veže na lac represor in povzroči konformacijsko spremembo, ki zmanjša njeno afiniteto za operaterja. To omogoča RNA polimerazi, da veže in prepisuje lac gene, kar vodi do proizvodnje encimov, potrebnih za presnovo laktoze.

Lac represorski sistem zagotavlja učinkovito izkoriščanje laktoze kot vira ogljika s strani E. coli. Ko laktoze primanjkuje ali je ni, so geni za laktozo potlačeni, kar ohranja celične vire. Ko je laktoza na voljo, se laktozni represor inaktivira, kar celici omogoči hitro proizvodnjo potrebnih encimov za presnovo laktoze.

Če povzamemo, lac represorski sistem v E. coli deluje kot negativni regulator lac operona, kar omogoča inducibilno izražanje genov, vključenih v presnovo laktoze. Zagotavlja usklajeno regulacijo izražanja genov kot odgovor na spremembe okoljskih pogojev, kar omogoča, da se E. coli ustrezno prilagodi in optimizira svoj metabolizem.