Das lacZ-Gen ist ein in E. coli vorhandenes Gen, das für das Protein Beta-Galactosidase kodiert. Beta-Galactosidase ist ein Enzym, das für den Abbau von Lactose essentiell ist, da es eine Bindung zwischen den beiden Kohlenstoffringen in Lactose spaltet, um Glucose und Galactose zu produzieren.
LacZ ist ein Teil der Genfamilie, die als lac-Operon bezeichnet wird. Das lac-Operon ist ein System aus drei Genen zusammen mit einem Promotor, Terminator, Operator und Regulator. Die drei im lac-Operon vorhandenen Gene sind lacZ, lacY und lacA. Die anderen beiden Gene im lac-Operon, lacY und lacA, werden auch beim Abbau von Lactose verwendet, haben aber nicht die gleiche Funktion wie lacZ. Nur das lacZ-Produkt, Beta-Galactosidase, kann die Bindung zwischen Galactose und Glucose in Lactosemolekülen aufbrechen.
LacZ ist ein wichtiges Gen bei der Untersuchung von E. coli, da es als Reportergen in Bakterien verwendet wird, die es normalerweise nicht exprimieren. In diesem Fall wird lacZ in die Bakterien eingeführt, typischerweise als ein Plasmid oder ein kurzes zirkuläres DNA-Stück. Wenn Bakterien, in die das lacZ-Gen eingeführt wurde, auf einem bestimmten Medium namens X-gal gezüchtet werden, sind nur die Bakterienkolonien, die lacZ und damit beta-Galactosidase exprimieren, in der Lage, die Bindung im X-gal-Medium zu brechen, um Galactose zu produzieren und ein blauer Farbstoff. Daher erscheinen die Bakterien, die das interessierende Plasmid richtig exprimieren, blau.
Diese Technik wird in vielen mikrobiologischen Experimenten verwendet, bei denen die Expression eines bestimmten Gens oder Promotors erforscht wird, da Forscher schnell feststellen können, ob das interessierende Gen exprimiert wird.
