Represor

El operón lacZYA contiene genes que codifican proteínas necesarias para la degradación de la lactosa. ^{[ 2 ]} El gen lacI codifica una proteína llamada "represor" o "represor lac", que actúa como represor del operón lac. ^{[ 2 ]} El gen lacI se encuentra inmediatamente corriente arriba de lacZYA , pero se transcribe a partir de un promotor lacI . ^{[ 2 ]} El gen lacI sintetiza la proteína represora LacI. La proteína represora LacI reprime lacZYA uniéndose a la secuencia operadora lacO . ^{[ 2 ]}

El represor lac se expresa constitutivamente y generalmente se une a la región operadora del promotor , lo que interfiere con la capacidad de la ARN polimerasa (RNAP) para iniciar la transcripción del operón lac . ^{[ 2 ]} En presencia del inductor alolactosa , el represor cambia de conformación, reduce su afinidad de unión al ADN y se disocia de la secuencia de ADN operadora en la región promotora del operón lac. La RNAP puede entonces unirse al promotor e iniciar la transcripción del gen lacZYA . ^{[ 2 ]}

Un ejemplo de proteína represora es el represor de metionina MetJ. MetJ interactúa con las bases del ADN mediante un motivo de cinta-hélice-hélice (RHH). ^{[ 3 ]} MetJ es un homodímero que consta de dos monómeros , cada uno de los cuales proporciona una cinta beta y una hélice alfa . Juntas, las cintas beta de cada monómero se unen para formar una lámina beta antiparalela que se une al operador del ADN ("caja Met") en su surco mayor. Una vez unido, el dímero de MetJ interactúa con otro dímero de MetJ unido a la hebra complementaria del operador mediante sus hélices alfa. AdoMet se une a un bolsillo en MetJ que no se superpone al sitio de unión al ADN.

La caja Met contiene la secuencia de ADN AGACGTCT, un palíndromo (que muestra simetría diádica ) que permite reconocer la misma secuencia en cualquiera de las hebras del ADN. La unión entre C y G en el centro de la caja Met contiene un enlace pirimidina-purina que se superenrolla positivamente, formando una torsión en el esqueleto fosfodiéster . Así es como la proteína verifica el sitio de reconocimiento, permitiendo que el dúplex de ADN siga la forma de la proteína. En otras palabras, el reconocimiento se produce mediante la lectura indirecta de los parámetros estructurales del ADN, en lugar de mediante el reconocimiento de una secuencia de bases específica.

Cada dímero de MetJ contiene dos sitios de unión para el cofactor S-adenosilmetionina (SAM), un producto de la biosíntesis de metionina. En presencia de SAM, este se une a la proteína MetJ, aumentando su afinidad por el sitio operador correspondiente, lo que detiene la transcripción de los genes implicados en la síntesis de metionina. Cuando la concentración de SAM disminuye, el represor se disocia del sitio operador, permitiendo una mayor producción de metionina.

El operón de L-arabinosa alberga genes que codifican enzimas digestivas de arabinosa. Estas enzimas descomponen la arabinosa como fuente alternativa de energía cuando la glucosa es baja o inexistente. ^{[ 4 ]} El operón consta de un gen represor regulador (araC), tres sitios de control (ara02, ara01, araI1 y araI2), dos promotores (Parac/ParaBAD) y tres genes estructurales (araBAD). Una vez producido, araC actúa como represor al unirse a la región araI para formar un bucle que impide que las polimerasas se unan al promotor y transcriban los genes estructurales en proteínas.

En ausencia de arabinosa y araC (represor), no se inicia la formación de bucles y la expresión del gen estructural será menor. En ausencia de arabinosa pero con presencia de araC, las regiones de araC forman dímeros y se unen para acercar los dominios ara02 y araI1 mediante la formación de bucles. ^{[ 5 ]} En presencia tanto de arabinosa como de araC, araC se une a la arabinosa y actúa como activador. Este cambio conformacional en araC ya no puede formar un bucle, y el segmento génico lineal promueve el reclutamiento de la ARN polimerasa a la región estructural araBAD. ^{[ 4 ]}

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El operón FLC es un locus eucariota conservado que se asocia negativamente con la floración mediante la represión de genes necesarios para el desarrollo del meristemo y su transición a un estado floral en la especie vegetal Arabidopsis thaliana . Se ha demostrado que la expresión de FLC está regulada por la presencia de FRIGIDA y se correlaciona negativamente con la disminución de la temperatura, lo que impide la vernalización . ^{[ 6 ]} El grado de disminución de la expresión depende de la temperatura y el tiempo de exposición a medida que avanzan las estaciones. Tras la regulación negativa de la expresión de FLC, se habilita el potencial de floración. La regulación de la expresión de FLC implica factores genéticos y epigenéticos , como la metilación de histonas y la metilación del ADN . ^{[ 7 ]} Además, varios genes son cofactores que actúan como factores de transcripción negativos para los genes FLC. ^{[ 8 ]} Los genes FLC también tienen un gran número de homólogos en diferentes especies, lo que permite adaptaciones específicas en diversos climas. ^{[ 9 ]}