L'opéron lactose: présentation

> Introduction
> Le répresseur de l'opéron lactose

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 cas de besoin, c'est à dire quand les bactéries seront en présence de lactose.

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

Dans l’opéron lactose, on trouve les trois gènes indispensables à la dégradation du lactose. Ils codent :

• La β-galactosidase (gène lacZ) qui catalyse hydrolyse de la liaison β1-4 osidique des β-galactosides.
• La lactose perméase (gène lacY). Cette protéine membranaire permet l’entrée du lactose dans la cellule.
• La thiogalactoside transacétylase (gène lacA). Son rôle n’est pas bien connu. Elle acétyle les β-galactosides non métabolisables qui peuvent alors être éliminés hors de la cellule par diffusion à travers la membrane plasmique.

Ces trois gènes de structure sont précédés par une région responsable de la régulation de leur expression. Cette région régulatrice comprend le promoteur et l’opérateur. 

En amont de l'opéron lactose on trouve le gène Lac I qui est un gène régulateur. Il a son propre promoteur (non inductible) et exprime "en continu" un répresseur qui bloque l'expression de l'opéron lactose.

• en absence de lactose est sous sa forme active (tétramérique) et se fixe au niveau du site opérateur O, empéchant la fixation de l'ARN polymérase et donc l'expression de l'opéron lactose. (Répression)
• en présence de lactose, le répresseur se complexe avec l'allolactose (isomère du lactose). Le répresseur lié à l'allolactose change de conformation, perd son affinité pour l'opérateur et se dissocie de l' opérateur lac. L'opéron lactose peut alors être exprimé. (Induction)

> Régulation négative, levée de l'inhibition de la transcription
> Régulation positive, répression catabolique
> Conclusion
> Index