REGULAÇÃO GÉNICA
Em cada célula, apenas uma parte do genoma esta a ser expresso, determinando as suas características. Esse conjunto de genes que se expressa varia consoante o tipo de célula, sendo esta a principal causa da diferenciação celular. Este fenómeno é o resultado da regulação da expressão dos genes.
Nos organismos mais simples, como os procariontes, a regulação génica condiciona a eficiência energética e o consumo de recursos disponíveis, permitindo que estes organismos ajustem o seu metabolismo às modificações que ocorrem no meio, algo fundamental para a sua sobrevivência.
Em 1961, François Jacob e Jacques Monod propuseram o Modelo do Operão como principal mecanismo de controlo da expressão dos genes em bactérias.
Operão: unidade funcional constituída pelos seguintes elementos:
Genes estruturais: conjunto de genes que codificam proteínas com funções relacionadas, como, por exemplo, as várias enzimas de uma determinada via metabólica.
Promotor: sequência específica de nucleótidos do DNA à qual se liga a RNA polimerase e onde tem início a transcrição.
Operador: sequência de DNA que controla o acesso da RNA polimerase ao promotor e que permite activar ou desactivar a transcrição de todos os genes estruturais.
Gene Regulador: encontra-se a uma determinada distância do operão, tem o seu próprio promotor e codifica o repressor.
Repressor: proteína alostérica com duas formas, uma activa e uma inactiva. É específico, reconhece e liga-se apenas ao operador de um determinado operão.
A transcrição dos genes estruturais do operão origina uma longa molécula de RNAm. Este RNAm tem sinais de iniciação e de paragem que permitem individualizar as diferentes proteínas.
Em cada célula, apenas uma parte do genoma esta a ser expresso, determinando as suas características. Esse conjunto de genes que se expressa varia consoante o tipo de célula, sendo esta a principal causa da diferenciação celular. Este fenómeno é o resultado da regulação da expressão dos genes.
Nos organismos mais simples, como os procariontes, a regulação génica condiciona a eficiência energética e o consumo de recursos disponíveis, permitindo que estes organismos ajustem o seu metabolismo às modificações que ocorrem no meio, algo fundamental para a sua sobrevivência.
Em 1961, François Jacob e Jacques Monod propuseram o Modelo do Operão como principal mecanismo de controlo da expressão dos genes em bactérias.
Operão: unidade funcional constituída pelos seguintes elementos:
Genes estruturais: conjunto de genes que codificam proteínas com funções relacionadas, como, por exemplo, as várias enzimas de uma determinada via metabólica.
Promotor: sequência específica de nucleótidos do DNA à qual se liga a RNA polimerase e onde tem início a transcrição.
Operador: sequência de DNA que controla o acesso da RNA polimerase ao promotor e que permite activar ou desactivar a transcrição de todos os genes estruturais.
Gene Regulador: encontra-se a uma determinada distância do operão, tem o seu próprio promotor e codifica o repressor.
Repressor: proteína alostérica com duas formas, uma activa e uma inactiva. É específico, reconhece e liga-se apenas ao operador de um determinado operão.
A transcrição dos genes estruturais do operão origina uma longa molécula de RNAm. Este RNAm tem sinais de iniciação e de paragem que permitem individualizar as diferentes proteínas.
Metabolismo da lactose
Se no meio existir glicose, a bactéria utiliza este monossacarideo como fonte de energia. Se a concentração da glicose no meio for muito reduzida ou mesmo nula a E.coli pode utilizar a lactose como fonte de energia alternativa. A lactose é um dissacarídeo formado por glicose e galactose. Para que a E.coli possa utilizar a lactose como fonte de energia, é necessário que a bactéria sintetize três enzimas: a -galactosidase; a galactose permease e a galactose transacetilase.
Se no meio existir glicose, a bactéria utiliza este monossacarideo como fonte de energia. Se a concentração da glicose no meio for muito reduzida ou mesmo nula a E.coli pode utilizar a lactose como fonte de energia alternativa. A lactose é um dissacarídeo formado por glicose e galactose. Para que a E.coli possa utilizar a lactose como fonte de energia, é necessário que a bactéria sintetize três enzimas: a -galactosidase; a galactose permease e a galactose transacetilase.
Operão lac Na ausência de lactose: Quando não existe lactose no meio, um repressor está ligado ao operedor, bloqueando a transcrição dos genes estruturais. Esta proteína repressora é codificada por um gene que se situa fora do operão e é designado gene repressor ou gene regulador, constantemente transcrito e traduzido. Assim, a bactéria produz continuamente pequenas quantidades de proteína repressora.
Na presença de lactose: Quando existe lactose no meio, esta molécula liga-se ao repressor, altera a sua conformação de tal forma que este se torna inactivo, desligando-se do operador. Assim, o operador fica livre, permitindo que os genes estruturais sejam transcritos e, posteriormente, traduzidos, formando-se as enzimas necessárias ao metabolismo da lactose.
Operão trp
O operão do triptofano (operão trp) é formado por cinco genes estruturais que codificam as enzimas necessárias á síntese do aminoácido triptofano, associados a um promotor e um operador.
Tal como na operão lac, na operão trp também pode ocorrer na ausência ou na presença de triptofano.
O operão do triptofano (operão trp) é formado por cinco genes estruturais que codificam as enzimas necessárias á síntese do aminoácido triptofano, associados a um promotor e um operador.
Tal como na operão lac, na operão trp também pode ocorrer na ausência ou na presença de triptofano.
Na ausência de triptofano: Quando a concentração intracelular de triptofano está baixa, as enzimas necessárias á sua síntese são produzidas por transcrição dos genes estruturais, conduzindo a um aumento da concentração do aminoácido. A molécula repressora codificada por um gene mais distante mas, neste caso, é produzida sob a forma inactiva, não se podendo ligar ao operador e bloquear o operão.
Na presença de triptofano: Quando a concentração de triptofano atinge níveis elevados, algumas moléculas do aminoácido ligam-se ao repressor, alterando a sua conformação e tornando-o activo (o triptofano é um co-represssor). O repressor liga-se ao operador, bloqueando a transcrição dos genes estruturais do operão.
Regulão
Nos casos dos operões lac e trp cada um é controlado por um regulador diferente. Existem casos em que um grupo de operões é controlado por único tipo de regulador. Este grupo de operões toma a designação de regulão. Por exemplo, operões com intervenção no catabolismo de glícidos são controlados em simultâneo pelo mesmo gene regulador, tornando mais eficaz e rápida a conservação de glícidos em glicose.
Fonte: http://www.cientic.com/heredit3_pp33.html
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