LACZ gen

Het lacZ gen en de blauw-witte kolonie analyse

Weinig inductor (lactose) aanwezig:

1.    Standaard is er geen inductor (hier lactose) aanwezig.

2.    Repressor is actief, bindt aan operator.

3.    RNA-polymerase kan niet aan operator binden.

4.    Transcriptie van structuurgenen wordt verhinderd.

Veel inductor (lactose) aanwezig:

1.    Wel inductor (lactose) aanwezig, deze bindt aan repressor

2.    Repressor inactief, laat los van operator

3.    RNA-polymerase bindt aan operator

4.    Transcriptie enzymen vindt plaats

5.    Substraat wordt omgezet en de inductor (lactose) neemt af

Een structuurgen in het lac operon genaamd lacZ codeert voor het enzym β-galactosidase (β-gal). Dit enzym katalyseert de hydrolyse van lactose. Het is goed om te weten dat lactose een disacharide is ofwel een suikermolecuul dat bestaat uit twee enkelvoudig gebonden suikers (monosachariden). Tijdens de hydrolyse wordt de binding tussen de twee enkelvoudige suikers verbroken waardoor lactose wordt gesplitst in de enkelvoudige suikers galactose en glucose. β-gal kan tevens een gelijksoortig suiker genaamd X-gal hydrolyseren, wat na de hydrolyse een blauw pigment oplevert.  Bacteriekoloniën zullen daarom dus ook, als ze tijdens het opkweken de beschikking hebben over X-gal, blauw kleuren. Van nature stimuleert lactose de expressie van het lac operon waardoor de bacteriën in staat zijn om lactose als voedingsbron te gebruiken. Het is echter zo dat door de vertering van lactose deze expressie van het lac operon weer stopt. Dit komt doordat de repressor een binding aangaat met de operator die de vorming van RNA blokkeert. Om er toch voor te zorgen dat het lacZ gen continu tot uiting komt gebruiken wetenschappers een ander gelijksoortig lactose molecuul genaamd IPTG. Omdat IPTG niet door β-gal kan worden gehydrolyseerd zal er continu β-gal worden geproduceerd.