Le gène lacZ est un gène présent dans E. coli qui code pour la protéine bêta-galactosidase. La bêta-galactosidase est une enzyme essentielle à la dégradation du lactose car elle clive une liaison entre les deux cycles carbonés du lactose pour produire du glucose et du galactose.
LacZ fait partie de la famille des gènes appelés opéron lac. L'opéron lac est un système de trois gènes avec un promoteur, un terminateur, un opérateur et un régulateur. Les trois gènes présents dans l'opéron lac sont lacZ, lacY et lacA. Les deux autres gènes de l'opéron lac, lacY et lacA, sont également utilisés dans la dégradation du lactose mais n'ont pas la même fonction que lacZ. Seul le produit lacZ, la bêta-galactosidase, peut rompre la liaison entre le galactose et le glucose dans les molécules de lactose.
LacZ est un gène important dans l'étude d'E.coli car il est utilisé comme gène rapporteur dans des bactéries qui ne l'expriment pas normalement. Dans ce cas, lacZ est introduit dans les bactéries, généralement sous forme de plasmide ou de petit morceau circulaire d'ADN. Lorsque des bactéries dans lesquelles le gène lacZ est introduit sont cultivées sur un type particulier de milieu appelé X-gal, seules les colonies bactériennes exprimant lacZ et donc la bêta-galactosidase sont capables de rompre la liaison dans le milieu X-gal pour produire du galactose et un colorant bleu. Par conséquent, les bactéries exprimant correctement le plasmide d'intérêt apparaissent en bleu.
Cette technique est utilisée dans de nombreuses expériences de microbiologie impliquant des recherches sur l'expression d'un gène ou d'un promoteur particulier, car elle permet aux chercheurs de déterminer rapidement que le gène d'intérêt est exprimé.
