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Concept
Opéron lactose
Résumé
vignette|Schéma explicatif de l'opéron lactose.
L'opéron lactose, ou opéron lac, est un opéron nécessaire au transport et au métabolisme du lactose chez Escherichia coli, ainsi que d'autres bactéries de la flore intestinale. L'opéron lactose est composé de trois gènes structurels : lacZ, lacY et lacA. Il est régulé par plusieurs facteurs, notamment la disponibilité en glucose et en lactose. La régulation des gènes de l'opéron lac est le premier mécanisme de régulation génétique complexe à avoir été élucidé et est l'un des exemples des plus connus de la régulation des gènes procaryotes.
Dans son environnement naturel, l'opéron lac permet la digestion efficace du lactose. La cellule peut utiliser le lactose comme source d'énergie en produisant l'enzyme β-galactosidase et ainsi digérer le lactose en glucose et en galactose. Toutefois, la production de l'enzyme est inutile quand le lactose n'est pas disponible, ou s'il y a une source d'énergie plus facilement exploitable de disponible comme le glucose.
L'opéron lac utilise un mécanisme de contrôle en deux parties qui font que la cellule ne dépense d'énergie pour produire la β-galactosidase, la perméase β-galactoside et la thiogalactoside transacétylase (ou galactoside O-acétyltransferase) que lorsque c'est nécessaire. Il y parvient avec le répresseur lac, dont il active la production en l'absence de lactose, et la protéine activatrice des catabolites (CAP), dont il active la production en l'absence de glucose. Ce mécanisme à double contrôle entraîne l'utilisation séquentielle de glucose et le lactose en deux phases distinctes de croissance, connue sous le nom diauxie. Des patrons de croissance similaires (diauxiques) ont aussi été observés dans la croissance bactérienne sur des substrats contenant d'autres mélanges de sucres, comme des mélanges de glucose et d'arabinose, etc. Les mécanismes de contrôle génétique sous-jacents à ces schémas de croissance diauxiques sont connus sous les noms d'opéron xyl, opéron ara
L'opéron lac est dit « inductible », car son expression est réprimée en temps normal mais activée sous l'action d'un inducteur, ici l'allolactose.
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