Operón Lactosa

El operón lactosa (lac) es un operón que regula la expresión de los genes que codifican para la lactosa. Posee varias regiones:

• Promotor: Región de ADN que reconoce la ARN polimerasa para iniciar la transcripción.
• Operador: Región de ADN reconocida por la proteína represora.
• Gen represor: Codifica la proteína represora.

Condiciones de regulación

• Sin lactosa en el medio: El represor está unido a la región operadora, inhibiendo la transcripción. Los genes del operón lac no están operativos. La ARN polimerasa no puede sintetizar ARNm.
• Sin glucosa en el medio: La falta de glucosa activa la adenilato ciclasa, que sintetiza AMPc (AMP cíclico) a partir de ATP. El AMPc actúa como señal de «hambre» (falta de glucosa).
• Ni glucosa ni lactosa: La falta de glucosa induce la formación de AMPc, que se une a la proteína activadora de genes catabólicos. Esta proteína se une al ADN, pero al no haber lactosa, el represor está unido al operador, impidiendo la transcripción.

Características de los Plásmidos para Clonación

Los plásmidos son importantes vectores de clonación. Para ser buenos elementos de clonación, deben tener las siguientes características:

• Tamaño pequeño: (aproximadamente 3000 pares de bases) para un menor consumo energético.
• Origen de replicación: Debe ser compatible con la bacteria hospedadora para permitir la replicación del gen.
• Sitios de corte únicos para enzimas de restricción: Permiten la inserción del gen de interés. Estos sitios se denominan sitios de multiclonado.
• Gen de selección: Permite la selección y aislamiento de las bacterias que contienen el plásmido (por ejemplo, resistencia a antibióticos).
• Gen de fácil reconocimiento: Facilita la identificación del plásmido.
• Origen de replicación: Para realizar múltiples copias.
• Gen de selección: Permite que las bacterias con el plásmido sobrevivan y las que no, mueran.

Aminoácidos Importantes

• Ibuprofeno: Antiinflamatorio.
• Talidomida: Sedante y calmante muscular (retirado debido a efectos teratogénicos).
• Fosfoserina: Componente de muchas proteínas, resultado de modificaciones postraduccionales.

Tipos de Proteínas

Proteínas Estructurales

Responsables de la forma y estabilidad de células y tejidos (ej. histonas).

Proteínas de Transporte

Transportan moléculas (ej. hemoglobina).

Proteínas de Defensa

Componentes del sistema inmune (ej. inmunoglobulina G).

Proteínas Reguladoras

Regulan la actividad celular (ej. hormonas, receptores).

Proteínas Catalíticas

Enzimas, aceleran reacciones químicas.

Proteínas Motoras

Generan movimiento (ej. actina y miosina).

Proteínas Almacenadoras

Almacenan moléculas e iones (ej. proteínas musculares).

Técnicas de Aislamiento de Proteínas

• Precipitación salina: Separación basada en la solubilidad de las proteínas.
• Diálisis: Separación por difusión selectiva de moléculas.
• Filtración en gel: Separación por tamaño molecular.
• Electroforesis: Separación por migración en un campo eléctrico.
• Cromatografía de afinidad: Separación basada en la afinidad de la proteína por un ligando específico.

Propiedades de las Proteínas

• Capacidad amortiguadora: Por su comportamiento anfótero (efecto tampón).
• Solubilidad: Depende de la estructura terciaria. Las proteínas globulares son solubles.
• Especificidad: Cada especie biológica tiene proteínas únicas. La especificidad es consecuencia de la estructura primaria.

Estudio del Plegamiento de Proteínas

Se utiliza la ribonucleasa A y se trata con urea (desnaturalizante). Se añade cisteína y β-mercaptoetanol. Se realiza diálisis para eliminar los reactivos y observar el plegamiento.

Las chaperonas ayudan al plegamiento de proteínas de elevado peso molecular.

Clasificación de las Enzimas

Cada enzima se clasifica con un número de cuatro cifras (Comisión Enzimática). Las seis clases principales son:

• Oxirreductasas (Clase 1): Catalizan reacciones redox.
• Transferasas (Clase 2): Transfieren grupos funcionales.
• Hidrolasas (Clase 3): Hidrolizan enlaces.
• Liasas/Sintasas (Clase 4): Catalizan la división o formación de enlaces.
• Isomerasas (Clase 5): Catalizan la interconversión de isómeros.
• Ligasas o Sintetasas (Clase 6): Catalizan la unión de sustratos utilizando la energía del ATP.

Glucólisis

La glucólisis es la ruta metabólica que convierte la glucosa en piruvato. Los pasos son:

1. Fosforilación de la glucosa (glucosa a glucosa 6-fosfato).
2. Isomerización (glucosa 6-fosfato a fructosa 6-fosfato).
3. Fosforilación (fructosa 6-fosfato a fructosa 1,6-bifosfato).
4. Ruptura (fructosa 1,6-bifosfato a triosas fosfato).
5. Isomerización (dihidroxiacetona fosfato a gliceraldehído 3-fosfato).
6. Oxidación (gliceraldehído 3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato).
7. Transferencia de fosfato (1,3-bisfosfoglicerato a 3-fosfoglicerato).
8. Isomerización (3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato).
9. Deshidratación (2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato).
10. Transferencia de fosfato (fosfoenolpiruvato a piruvato).