Una guía sobre el control de la expresión génica en bacterias, (dominio procaria, reino moneda). Se ilustran tres modelos:operó indecible, operan reprimiste y control positivo de un gen. Los estudiantes deben trabajar en pequeños grupos usando esta guía, la cual presenta 3 modelos gráfico e información de textos, seguidos por preguntas orientadoras diseñadas para guiar a los estudiantes en la formulación de sus propias conclusiones. El docente actúa como líder, facilitador, evaluador, trabajando con los grupos de estudiantes cuando necesitan ayuda.

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DNA
¿Por qué?
Modelo 1 – Un operón Inducible
Diagrama A OperadorPromotor TerminadorGen
regulador
Proteína
represora
Diagrama B Gen
regulador
Promotor Operador Terminador
RNA
polimerasa
RNA
polimerasa
Proteína
represora
activa
Molécula
inductor
Proteína
represora
inactiva
Proteína X Proteína Y Proteína Z
5'
3’
mRNA
Gen X Gen Y Gen Z
Gen X Gen Y Gen Z
mRNA
DNA
5’ 3’
¿Cómo los procariotas usan operones para controlar la expresión génica?
Control de la Expresión Génica en Procariotas
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/operonlac1.swf
Control de la Expresión génica en Procariotas
http://bcs.whfreeman.com/webpub/Ektron/pol1e/Animated%20Tutorials/at1101/pol_1101.swf
Las casas generalmente tienen una fuente de luz en cada habitación, pero sería un desperdicio de energía
dejar encendida la luz todo el tiempo. Los interruptores apagan las luces en las habitaciones que no están
en uso. Algunas veces un interruptor controla varias luces en la misma habitación. Del mismo modo, las
células procariotas pueden activar y desactivar genes debido a factores ambientales. A veces, genes
relacionados se agrupan con un interruptor. Este grupo de genes, junto con las secciones del DNA que los
regulan, se denomina operón.

2. 2 POGIL™
1. ¿Qué tipo de operón se ilustra en el Modelo 1?
4. ¿En qué dirección se mueve la RNA polimerasa en el Modelo 1?
b. ¿A qué sección del operón se une esta proteína?
6. Considera el significado no científico de los siguientes términos. Haz coincidir el
propósito con cada una de estas secciones del operón en relación con la transcripción de
genes.
3. En el Modelo 1, ¿A qué parte de la cadena de DNA se une la RNA polimerasa para
comenzar la transcripción?¿Al promotor, al operador o al terminador?
5. ¿En cuál de los dos diagramas del Modelo 1 se llevan a cabo con éxito la transcripción y
la traducción? Justifica tu respuesta con evidencia del Modelo 1.
Punto donde termina la transcripción
Punto donde comienza la transcripción
Interruptor de encendido / apagado
c. Propone una idea que explique la no ocurrencia de la transcripción en el diagrama A.
2. Examina el operón en el Modelo 1. Aparte del gen que regula el operón, ¿cuántos genes
están contenidos dentro del operón?
Promotor
Operador
Terminador
7. Consulta el diagrama A en el Modelo 1
a. ¿Qué proteína es codificada por el gen regulador?
Actividades para Biología

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8. Consulta al Diagrama B en el Modelo 1.a.
a. Cuando una molécula inductora se adhiere a la proteína represora, ¿qué sucede
con la proteína represora?
¡Lee esto!
9. Explica qué sucedería dentro del operón lac en cada uno de los siguientes escenarios:
a. Bajo en lactosa
b. Alto en lactosa
b. ¿Cómo el cambio identificado en la parte a permite que ocurra la transcripción
de los genes en el operón?
El operón lac en E. coli es un ejemplo de un operón inducible. Codifica varios genes que son necesarios
grandes cantidades (y hay algo de alolactosa), el operón lac se activa y se producen varias proteínas que
ayudan a movilizar la lactosa hacia la célula y la dividen en sus monómeros, glucosa y galactosa.
para metabolizar la lactosa cuando esta molécula está presente en el ambiente de la célula. La
alolactosa, un isómero natural de la lactosa, actúa como inductor. Cuando la lactosa está presente en
Control de la Expresión génica en Procariotas

4. 4 POGIL™
R
´
3´
3´
P
DNA
Modelo 2 – Un Operón Reprimible
Diagrama A Gen
regulador
romotor Operador Terminador
DNA
mRNA
RNA polimerasa
5´
5
mRNA
Proteína Q Proteína Proteína S
Diagrama B Gen
regulador
Promotor Operador
Gen Q
Gen Q Gen R Gen S
Gen R Gen S
RNA
polimerasa
Proteína
represora
inactiva.
Proteína
represora
activa
Molécula
Corepre-
sora
Terminador
10. En el Modelo 2, ¿en qué parte de la cadena de DNA se une la RNA polimerasa para
comenzar la transcripción?
11. Analiza los diagramas A y B del modelo 2 ¿En cuál de ellos se realiza correctamente la
transcripción y la traducción? Justifica tu respuesta con evidencias del Modelo 2.
Proteína
represora
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/operontrp1.swf
Actividades para Biología
12. El gen regulador en el Modelo 2, ¿codifica para una proteína que es un
represor activo o inactivo de forma natural?

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13. Describe el rol de la molécula co-represora en el sistema operón reprimible del Modelo 2.
¡Lee esto!
El operón trp en E. coli es un ejemplo de un operón reprimible. El grupo de genes contenidos en
este operón ayuda al organismo a producir el aminoácido triptófano a partir de otros compuestos
cuando el triptófano no está presente en el entorno de la célula. Cuando el triptófano está
presente en cantidades adecuadas, el operón se desactiva.”
17. ¿Qué tipo de operón, uno inducible o uno reprimible, usaría probablemente un organismo
para producir las enzimas y otras proteínas necesarias para que la célula fabrique una
molécula necesaria a partir de moléculas más pequeñas en el ambiente? Justifica tu
respuesta con detalles específicos del Modelo 1 o del Modelo 2.
16. ¿Qué tipo de operón, uno inducible o uno reprimible, usaría probablmente un organismo
para producir las enzimas y otras proteínas necesarias para metabolizar un nutriente en su
entorno? Justifica tu respuesta con detalles específicos del Modelo 1 o del Modelo 2.
18. Propone una explicación que permita interpretar la causa de la presencia de operones
en la evolución de procariotas. ¿Qué ventaja tienen los organismos cuando agrupan genes
con un sistema regulador?
¡Lee esto!
Los mecanismos reguladores en los operones del Modelo 1 y 2 de esta actividad ambos son
considerados de control negativo de los genes porque implican una proteína represora que
“apaga” el operón. Se dice que los operones tienen control positivo cuando una proteína o enzima
puede "activarlos" o mejorar su función facilitando la unión de la ARN polimerasa al promotor.
15. A continuación, enumera las diferencias y semejanzas entre un operón inducible y
uno reprimible
Control de la expresión génica en procariotas
14. ¿Qué compuesto podría servir como co-repressor del operón trp en E. coli según
la descripción anterior?

6. 6 POGIL™
Activities for AP* Biology
5´
3
Modelo 3 – Control Positivo de un Gen
Gen
regulador
OperadorPromotor Terminador
DNA Gene ZGene YGene X
mRNA
RNA polimerasa
Proteína
activadora
Diagrama B Gen
regulador
Promotor Operador Terminador
Gene Y Gene ZGene XDNA
RNA
polimerasa
Ligando
(molécula
mensajera)
Proteína
activadora
inactiva
Proteína
activadora
activa
Proteína X Proteína Y Proteína Z
3’
5’
mRNA
19. ¿En cuál diagrama del Modelo 3 - A o B - se está realizando con éxito la transcripción?
Justifica tu respuesta con evidencia del Modelo 3.
20. En el Modelo 3, ¿en qué parte de la cadena de DNA se une la RNA polimerasa para
comenzar la transcripción?
Diagrama A

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21. Propone una explicación que permita aclarar la causa de la no unión de la ARN
polimerasa al promotor, en el diagrama A del Modelo 3.
22. Consulta el diagrama A en el Modelo 3.
b. ¿A qué sección del operón se une esta proteína?
d. Propone una explicación que permita aclarar la causa de que no ocurra la
transcripción en el diagrama A, pero sí suceda en el diagrama B.
23. Propone una explicación del por qué la proteína reguladora del Modelo 3 se llama proteína
"activadora".
24. Enumera las diferencias y semejanzas entre el mecanismo de control positivo del
Modelo 3 con los mecanismos de control negativo en los Modelos 1 y 2.
25. Elige uno de los modelos en esta actividad. ¿Qué condiciones deberían estar presentes
en la célula para revertir las condiciones reguladoras en el modelo? Es decir, desactivar el
gen una vez que se haya "activado"
Control de la expresión génica en procariotas
a. ¿Cuál proteína es codificada por el gen regulador?
c. ¿Puede unirse al propio operón la proteína codificada por el gen regulador? Si no
se une, describe lo que debe ocurrir para que se enlace.

8. 8 POGIL™
Preguntas de ampliación
26. Algunas mutaciones pueden deshabilitar genes. ¿Cuál podría ser el resultado de tal
mutación dentro de la región reguladora lac I del operón lac?
a. Describe las cuatro combinaciones de proteínas reguladoras activas o inactivas que
podrían estar presentes en cualquier momento en la célula.
d. Describe en oraciones completas los ambientes celulares que activarían el operón.
27. Algunos operones tienen tanto un mecanismo de control positivo y uno negativo integrado
en la secuencia de DNA del operón. Eso significa que está presente, simultáneamente, tanto
una proteína activadora como una proteína represora. Para las siguientes preguntas, ten en
cuenta un sistema que tenga tanto controles positivos como negativos reprimibles.
c. Rotula cada una de las combinaciones de la parte b como "operón activado" o "operón
desactivado".
b. Dibuja diagramas similares a los de los modelos 1 a 3 para mostrar cada una de
las combinaciones de la parte a. (Divide el trabajo entre los miembros del grupo para
que cada miembro esté dibujando un diagrama).
Actividades para Biologia