Represión de catabolitos
La represión de los catabolitos de carbono , o simplemente la represión de los catabolitos , es una parte importante del sistema de control global de varias bacterias y otros microorganismos. La represión de catabolitos permite que los microorganismos se adapten rápidamente a una fuente de energía y carbono preferida (rápidamente metabolizable) en primer lugar. Esto se consigue habitualmente mediante la inhibición de la síntesis de enzimas implicadas en el catabolismo de fuentes de carbono distintas de la preferida. En primer lugar, se demostró que la represión de los catabolitos era iniciada por la glucosa y, por lo tanto, a veces se la denomina efecto de la glucosa . Sin embargo, el término "efecto de la glucosa" es en realidad un nombre inapropiadoya que se sabe que otras fuentes de carbono inducen la represión de catabolitos. [ cita requerida ]
Escherichia coli
La represión de catabolitos se estudió ampliamente en Escherichia coli . E. coli crece más rápido con glucosa que con cualquier otra fuente de carbono. Por ejemplo, si se coloca E. coli en una placa de agar que contiene solo glucosa y lactosa , las bacterias usarán glucosa primero y lactosa en segundo lugar. Cuando la glucosa está disponible en el medio ambiente, la síntesis de β-galactosidasa está reprimida debido al efecto de la represión de catabolitos provocada por la glucosa. La represión de catabolitos en este caso se logra mediante la utilización del sistema de fosfotransferasa .
Una enzima importante del sistema de fosfotransferasa llamada Enzima II A ( EIIA ) juega un papel central en este mecanismo. Hay diferentes EIIA específicos de catabolitos en una sola célula, aunque diferentes grupos bacterianos tienen especificidades para diferentes conjuntos de catabolitos. En las bacterias entéricas, una de las enzimas EIIA de su conjunto es específica para el transporte de glucosa únicamente. Cuando los niveles de glucosa son altos dentro de las bacterias, la EIIA existe principalmente en su forma no fosforilada. Esto conduce a la inhibición de la adenilil ciclasa y la lactosa permeasa , por lo que los niveles de cAMP son bajos y la lactosa no puede transportarse dentro de las bacterias.
Una vez que se ha agotado toda la glucosa, las bacterias deben utilizar la segunda fuente de carbono preferida (es decir, lactosa). La ausencia de glucosa "apagará" la represión de catabolitos. Cuando los niveles de glucosa son bajos, la forma fosforilada de EIIA se acumula y, en consecuencia, activa la enzima adenilil ciclasa , que producirá niveles altos de cAMP . El cAMP se une a la proteína activadora del catabolito (CAP) y juntos se unirán a una secuencia promotora en el operón lac . Sin embargo, esto no es suficiente para que se transcriban los genes de lactosa. La lactosa debe estar presente dentro de la célula para eliminar el represor de lactosa de la secuencia del operador ( regulación transcripcional). Cuando se satisfacen estas dos condiciones, para las bacterias significa que la glucosa está ausente y la lactosa está disponible. A continuación, las bacterias comienzan a transcribir el operón lac y producen enzimas β-galactosidasa para el metabolismo de la lactosa. El ejemplo anterior es una simplificación de un proceso complejo. La represión de catabolitos se considera parte del sistema de control global y, por lo tanto, afecta a más genes en lugar de solo a la transcripción de genes de lactosa. [1] [2]
Bacillus subtilis
Las bacterias grampositivas como Bacillus subtilis tienen un mecanismo de represión de catabolitos independiente de cAMP controlado por la proteína de control de catabolitos A ( CcpA ). En esta vía alternativa, CcpA reprime negativamente otros operones de azúcar, por lo que se apagan en presencia de glucosa. Funciona por el hecho de que el Hpr se fosforila mediante un mecanismo específico, cuando la glucosa ingresa a través de la proteína de la membrana celular EIIC, y cuando el Hpr está fosforado, puede permitir que CcpA bloquee la transcripción de los operones de la vía alternativa del azúcar en sus respectivos sitios de unión a la secuencia cre. . Tenga en cuenta que E. coli tiene un mecanismo de represión de catabolitos independiente de cAMP similar que utiliza una proteína llamada activador represor de catabolitos (Cra).
Referencias
- ^ Deutscher, Josef (abril de 2008). "Los mecanismos de represión del catabolito de carbono en bacterias". Opinión actual en microbiología . 11 (2): 87–93. doi : 10.1016 / j.mib.2008.02.007 . ISSN 1369-5274 . PMID 18359269 .
- ^ Madigan, MT, JM Martinko, PV Dunlap y DP Clark. Biología Brock de microorganismos . 12a ed. San Francisco, CA: Pearson / Benjamin Cummings, 2009.
enlaces externos
- Bacterias
- La expresion genica
