l'operon lactose

1. L’OPERON LACTOSE 
Une bactérie se multiplie dans un milieu contenant le lactose comme source de carbone et d’énergie : Deux événements indispensables  figure 1: 
Transport de lactose vers le cytoplasme de la bactérie  
Hydrolyse du lactose dans le cytoplasme par les enzymes hydrolytiques spécifiques du lactose  

Le transport  est assuré par une enzyme membranaire : la perméase qui permet l’entrée du lactose à l'intérieur de la cellule 

Un opéron est un ensemble de gènes dont l’expression est sous le contrôle d’un seul promoteur. L'ARNm est polycistronique 



1.1. L’ORGANISATION DE L’OPERON LACTOSE D’E. COLI 
Il y a trois gènes de structures indispensables à la dégradation du lactose:  
- gène lacZ  code pour La b-galactosidase.  
- gène lacY  code pour La lactose perméase.  
- gène lacA code pour la  thiogalactosidetransacétylase. Elle acétyle les b-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 : le promoteur et l’opérateur. 

En amont de l’opéron lactose, on trouve le gène régulateur (lacI) qui code une protéine 
Régulatrice LacI.  Celle-ci réprime l'expression de l'opéron lactose en se fixant spécifiquement à  l’opérateur . 
séquence d’ADN = site de fixation de la protéine LacI 
3 

LacI = Répresseur = Régulateur négatif  
L'expression du répresseur LacI est constitutive. Par contre, son affinité pour l'opérateur est modifiée en présence de lactose. 
En absence du lactose dans le milieu, il n’y a pas synthèse de protéines catabolisant le lactose. Pas d’expression des gènes lac.  
En Présence du lactose dans le milieu, il y a  synthèse de protéines catabolisant le lactose. Il y donc expression des gènes lac.  
L’expression de l’opéron lac est inductible par le lactose 

En absence de lactose : 
Le répresseur LacI est sous sa forme tétramère active et à haute affinité pour l’opérateur. Il  se lie donc spécifiquement à l’opérateur de l’opéron lactose bloquant l’accès de l’ARN polymérase au promoteur. Pas de synthèse des protéines nécessaires au métabolisme du lactose car inutiles en absence de lactose. On parle d’unerégulation negative de l’opéron lactose. 

En Présence de lactose : 


- Le lactose pénètre dans la cellule et se transforme en allolactose. Le répresseur LacI se fixe à l’allolactose, devient inactif et ne se fixe pas à l’opérateur O. L’opérateur O est libre auquel se fixe l’ARN pol. Un activateur de la transcription est indispensable, c’est le Complexe AMPCCAP  qui  se fixe à son site de fixation en amont de promoteur et active la transcription de l’opéron lac puis la synthèse des enzymes métabolisant le lactose