La Teoría de JACOB y MONOD se basa en los diversos mecanismos probables para la Proteinosíntesis, además de elaborar proteínas estructurales, en la célula se fabrican otros tipos de proteínas(enzimas), adaptadas para catalizar las reacciones bioquímicas. Las enzimas son las máquinas de la gran factoría de la célula, poseen mecanismos de regulación, siendo controladas por el grado de síntesis o producción, sino también por el grado de actividad de las mismas. Las interacciones de las enzimas con la célula tienen su mecanismo de autocontrol o FEED-BACK, por ej, el grado de producción de una enzima dada es controlado por un GEN (GEN regulador), y la estructura de la misma es controlada por otro GEN (GEN ESTRUCTURAL). Ambos se hallan en posiciones separadas dentro del mismo cromosoma, pareciera ser que el gen regulador obliga a la célula a producir una molécula REPRESORA que controla el funcionamiento del gen estructural, por ej, la lactosa, en ausencia de dicho compuesto, la molécula represora impide que el gen estructural correspondiente fabrique nuevas moléculas de lactosa (lactasa). La molécula represora no actúa directamente sobre el gen estructural, sino sobre una región vecina llamada GEN OPERADOR, que se encarga de frenar la actividad productora del GEN ESTRUCTURAL, es decir, el gen REGULADOR determina la producción de una molécula represora que en interacción con diversas sustancias reguladoras del citoplasma actúan sobre el GEN OPERADOR, quien a su vez frena la actividad del GEN estructural, conocida como la TEORÍA de JACOB y MONOD. Los científicos J. Monod y F. Jacob en 1961 propusieron un mecanismo de control que actúa en la síntesis enzimática en donde se manifiestan los GENES REGULADORES. Ellos propusieron que el gen regulador producía una sustancia llamada REPRESORA, que se propaga por la célula y es capaz de desconectar a los genes encargados de la síntesis de ciertas enzimas, como la GALACTOSIDASA. Además propusieron la hipótesis de que la sustancia represora no actúa sobre los genes estructuralmente llamada gen operador. El gen operador junto con los genes estructurales forma un conjunto llamado OPERÓN. El mecanismo para inactivar el operador se produce cuando el represor se fija al operador evitando que se inicie la transcripción, pero si en le medio existen enzimas efectoras o inductoras, éstas permiten la transcripción y por consiguiente la síntesis enzimática. El modelo propuesto por MONOD y JACOB fue comprobado experimentalmente, a través de este experimento se pudo constatar que dentro de una célula solo existen normalmente 10 moléculas de sustancias represoras y que no todas son capaces de controlar la actividad de los genes. EXPERIMENTO: JACOB y MONOD decidieron estudiar la degradación de la
LACTOSA en E. coli, de la cual se sabía que estaba controlada por 3 enzimas cuyos genes se encuentran adyacentes en el cromosoma bacteriano. Una de estas enzimas era la BETA-galactosidasa, que hidroliza la lactosa. Cuando cultivaban bacterias en glucosa como fuente de carbono podían observar cómo la concentración de BETAgalactosidasa era muy baja. Al sustituir glucosa por lactosa se observaba un rápido aumento en los niveles de BETA-galactosidasa y de las otras dos enzimas. Al retirar de nuevo la lactosa, los niveles de las tres enzimas disminuían rápida y drásticamente. Este hecho sugería que los moldes para la síntesis de estas enzimas eran muy inestables, sintetizándose y degradándose rápidamente, lo cual no encajaba con la elevada estabilidad de los rRNAs. Tras analizar numerosos mutantes de E. coli que presentaban un control defectuoso en la inducción de estas enzimas (inducción en ausencia de lactosa, no inducción en presencia de lactosa) propusieron la existencia de un represor que, uniéndose a una secuencia operadora específica del ADN (promotor), regularía la concentración de ARNm. Todos estos estudios permitieron a Jacob y Monod proponer en 1961 una hipótesis unificadora para la regulación génica, llamada posteriormente MODELO del OPERÓN. Dicho modelo proponía la existencia de represores capaces de unirse a operadores en la secuencia del ADN, los cuales controlaban así la síntesis del ARNm. El ARNm sería una copia complementaria de la secuencia del ADN que codificaba una o varias proteínas (según si hubiera uno o más genes). Al conjunto de genes contiguos más los elementos reguladores que controlan su expresión se le denominó OPERÓN. Sustancias organizadoras Durante las primeras etapas del desarrollo todas las células son toti potentes; cada una tiene la capacidad de desarrollar un embrión completo. El núcleo conserva todas sus potencialidades y puede diferenciarse en distintos tipos de células. La diferenciación está influenciada por sustancias inhibidoras provenientes de células vecinas, las mismas son llamadas sustancias organizadoras, que se encargan de impedir que las células iguales puedan diferenciarse entre sí.
