OPERON LACTOSECours de Génétique Bactérienne   Dr Aïda Boughammoura
OPERON : DEFINITION &               STRUCTUREChez les procaryotes, plusieurs gènes peuvent êtretranscrits à partir dun mêm...
OPERON LACTOSE :                   ORGANISATIONP                     P   O       lacI                         lacZ        ...
OPERON LACTOSE : 3 ENZYMESGène lacZ codant la ß-galactosidaseGène lacY codant la lactose perméaseGène lacA codant la thiog...
Clivage du lactose par la     ß-galactosidase
OPERON LACTOSE : INDUCTEURS- Lactose (substrat) converti en son isomère- Allolactose : inducteur naturel, isomère du lacto...
Transgalactosidation du            lactose par la ß-galactosidaseAllolactose : inducteur de l’opéron lactoseNB : IPTG : in...
Contrôle de l’expression de l’opéron               lactose • Contrôle négatif:    – Gène lacI    – Protéine LacI = répress...
Contrôle de l’expression de             l’opéron lactose• Contrôle positif: –Le complexe CRP-AMPc [Glucose] élevée        ...
La répression catabolique via le         système PTS                                                                   Glu...
Le contrôle de l’opéron lactoseA. Pas de glucose, pas de lactose                                    AMPc AMPc             ...
Les mutations dans le                      système lactoseMutations                                                  Phéno...
Les outils pour étudier le système             lactose                    Indicateur histochimique :                   Seu...
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Cours génétique bactérienne : opéron lactose

  1. 1. OPERON LACTOSECours de Génétique Bactérienne Dr Aïda Boughammoura
  2. 2. OPERON : DEFINITION & STRUCTUREChez les procaryotes, plusieurs gènes peuvent êtretranscrits à partir dun même promoteur en un seul ARNmpolycistronique Promoteur : région où se fixe lARN polymerase Opérateur : site contrôlant la transcription +1 : site de démarrage de la transcription RBS : site de fixation du ribosome CDS : séquence codant une protéine Terminateur : site de fin de la transcription
  3. 3. OPERON LACTOSE : ORGANISATIONP P O lacI lacZ lacY lacA Promoteur LacI Opérateur perméase thiogalactoside Répresseur ß-galactosidase (symport transacétylase proton/lactose) 4 x 38500 Da 4 x 116350 Da 2 x 46500 Da 2 x 30000 Da
  4. 4. OPERON LACTOSE : 3 ENZYMESGène lacZ codant la ß-galactosidaseGène lacY codant la lactose perméaseGène lacA codant la thiogalactoside transacetylase >> ces enzymes sont inductibles
  5. 5. Clivage du lactose par la ß-galactosidase
  6. 6. OPERON LACTOSE : INDUCTEURS- Lactose (substrat) converti en son isomère- Allolactose : inducteur naturel, isomère du lactose- IPTG : inducteur de synthèse (nest pas métabolisé)
  7. 7. Transgalactosidation du lactose par la ß-galactosidaseAllolactose : inducteur de l’opéron lactoseNB : IPTG : inducteur de synthèse
  8. 8. Contrôle de l’expression de l’opéron lactose • Contrôle négatif: – Gène lacI – Protéine LacI = répresseur de l’opéron lactose Allolactose IPTG LacI actif LacI inactif lacZ lacZ P O P O LacI se fixe sur lacO L’opéron lac est réprimé L’opéron lac est exprimé (/1000)
  9. 9. Contrôle de l’expression de l’opéron lactose• Contrôle positif: –Le complexe CRP-AMPc [Glucose] élevée Répression catabolique : expression basale des gènes lac lacZ P O [AMPc] [CRP-AMPc] [Glucose] faible AMP AMPAugmentation (x 50) c c CRP de l’expression des gènes lac AMPc AMPc CRP lacZ P O
  10. 10. La répression catabolique via le système PTS Glucose C B A ATP A Adenylate cyclase P PTS (phosphoenolpyruvate-dependent phosphotransferase systems) Glucose-6-P AMPc EIICglcGlucose Glucose-6-P EIIBglc-P EIIBglc EIIAglc EIIAglc-P Activation adenylate C HPr-P HPr cyclase B EI EI-P A ATP Adenylate A cyclase PEP Pyruvate P CRP AMPc AMPc AMPc CRP lacZ P O
  11. 11. Le contrôle de l’opéron lactoseA. Pas de glucose, pas de lactose AMPc AMPc lacI P O CRP lacZ lacY lacAB. Présence de glucose, pas de lactose CRP lacI P O lacZ lacY lacAC. Présence de glucose, présence de lactose CRP lacI P O lacZ lacY lacA allolactoseD. Pas de glucose, présence de lactose AMPc AMPc lacI P O CRP lacZ lacY lacA Forte synthèse d’ARNm allolactose
  12. 12. Les mutations dans le système lactoseMutations PhénotypelacZ- β-galactosidase absente ou non Pas de croissance sur lactose fonctionnelle perméase absente ou nonlacY- Pas de croissance sur lactose fonctionnellelacI lacI- Répresseur absent ou non Expression constitutive des fonctionnel gènes lac Pas de fixation de l’inducteur donc « Aucune » expression des lacIs toujours répresseur gènes lac Mutation « up » dans le promoteur « Aucune » expression des lacIq de lacI : Hyperproduction de LacI gènes lac Mutation dans le site lacO : Pas de Expression constitutive deslacOc fixation de LacI gènes lac
  13. 13. Les outils pour étudier le système lactose Indicateur histochimique : Seule LacZ Xgal Non nécessaire 5-bromo-4-chloro-3 indolyl- inducteur lacZ+ b-D-galactoside Milieu lacZ- d’identification Indicateur de fermentation : LacZ et LacY Milieux Mac Conkey nécessaires Lactose Inducteur Lac+ Lac- Seule source de carbone LacZ et LacY Milieux de Lactose Inducteur nécessaires sélection Mélibiose Inducteur LacY nécessaire faible à 42°C

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