Entiendo que la glucosa proporciona un mayor rendimiento de ATP. Pero en mi ejemplo, la síntesis de ambos conjuntos enzimáticos no sería una pérdida de tiempo. Estoy tratando de explicarme mejor:
Imaginemos una situación de saturación de las concentraciones iniciales de varios metabolitos, por ejemplo, glucosa y lactosa. Mientras que la glucosa está presente, la aptitud (en términos de tasa de crecimiento) del organismo que vive en ese medio puede describirse por:
f = b (glucosa) – c (glucosa) – r
donde b es el beneficio proporcionado por las enzimas degradatorias, c es el costo de expresar las enzimas y el costo de la regulación (en ese caso, la represión de los catabolitos). Las enzimas se expresan siempre que el carbohidrato sea ‘rentable’, es decir, c + r 0.
Una vez que la glucosa se agota, el organismo comienza a metabolizar la lactosa. La maquinaria de degradación de la glucosa no está completamente reprimida. El término r también ha cambiado. Dada la naturaleza de este sistema regulador, el costo de la regulación es mucho mayor cuando la glucosa se agota (r ‘> r), ya que una cantidad razonable de ATP se hidroliza para producir cAMP ( E. coli ). Entonces la aptitud después del agotamiento de la glucosa se puede describir como:
f = b (lactosa) – c (lactosa) – c (glucosa) – r ‘
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Ahora imaginemos una bacteria que detecta la presencia de un carbohidrato en el medio (las constantes de disociación podrían ajustar la sensibilidad de concentración y la naturaleza de la red sensorial podría evitar la iniciación de los pulsos cortos del estímulo) y expresa la batería enzimática necesaria en consecuencia. Para esa tensión en la situación anterior, la aptitud se puede describir como:
f = b (glucosa) + b (lactosa) – c (glucosa) – c (lactosa) – r ”
Si echamos un vistazo al costo de la regulación, podemos suponer que r ”> r. No estoy tan seguro de r ”> r ‘. Pero de todos modos, en este medio particular, las bacterias imaginarias serían seleccionadas. Me pregunto por qué las bacterias de vida libre no han desarrollado un sistema así en ese momento.
Una hipótesis puede ser que se debe a que las bacterias de vida libre son más a menudo en situaciones donde solo una fuente de carbono es rentable. Pero ¿cuándo es cierto? ¿Es cierto para E. coli , que vive dentro de un intestino? Otra hipótesis (tal vez para mí más interesante) sería que el modelo de “un regulador para regularlos a todos” sería más útil (o una consecuencia de) la “adquisición” de nuevos conjuntos de enzimas para degradar un carbohidrato diferente.
