Resumo Biologia Molecular e Genética

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LABAN - LIGA DO BANHEIRO DO ANATÔMICO DEPARTAMENTO DE ASSUNTOS ACADÊMICOS
GENÉTICA/ BIOMOL - MÓDULO 1
Nesse resumo são apresentadas noções gerais sobre o genoma humano, como ele se estrutura na célula e sobre os processos de utilização celular da informação genética, os quais são a replicação do DNA, a transcrição e a tradução. 
 
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA HUMANO
DNA NUCLEAR
O nosso genoma é composto por moléculas de DNA, as quais contêm códigos, que irão ser expressos em proteínas que constituirão nosso corpo. O material genético de um indivíduo é o mesmo para todas as células do corpo, cujas diferenças se dão a partir das diferentes expressões gênicas. 
A menor unidade do DNA que será expressa é o GENE, o qual corresponde a uma sequência de bases capaz de ser transcrita, gerando um produto final, seja ele uma proteína ou uma molécula de RNA. 
A molécula de DNA é um polímero cujo monômero recebe o nome de nucleotídeo. Um nucleotídeo é formado por um grupamento FOSFATO, uma PENTOSE (desoxirribose) e uma BASE NITROGENADA, no caso do DNA, as bases A, adenina, C, citosina, G, guanina e T, timina.
A estrutura do DNA é dada por uma fita dupla em alfa-hélice, cujas fitas são antiparalelas e complementares, sendo que A se liga a T (ligação dupla) e C se liga a G (tripla, mais forte) por pontes de hidrogênio. As bases A e G são PURINAS e as bases C e T são pirimidinas. Os nucleotídeos se associam por ligações FOSFODIÉSTER, em que o fosfato do carbono 5 se liga ao grupamento hidroxila do carbono 3, desse modo o DNA apresenta uma ponta 5’ e outra 3’.
O DNA se encontra enovelado no interior do núcleo, apresentando diferentes graus de enovelamento, sendo o maior atingido no momento da divisão celular, quando o DNA adquire a forma de CROMOSSOMO, visível no microscópio. Por ser uma molécula muito grande, o DNA nunca está totalmente desenovelado, logo, a forma mais desespiralizada apresenta um nível compactação básica que corresponde ao NUCLEOSSOMO, estrutura formada por um OCTÂMERO DE HISTONAS, as quais apresentam carga positiva, atraindo o DNA, de carga negativa, o qual dá duas voltas ao redor do octâmero numa forte interação eletroquímica. As histonas podem ser de diferentes tipos, sendo eles H2a, H2b, H3 e H4. 
O complexo DNA + proteínas recebe o nome de CROMATINA. 
Em relação à porção de DNA codificante, parte corresponde a ÉXONS e ÍNTRONS. No processo de transcrição, há a formação de uma molécula de RNAm que será traduzida em uma proteína. Esse RNAm contém sequências que serão traduzidas, os éxons, e sequências que não serão, os íntrons, que são descartados no processo de SPLICING. Existe um processo chamado SPLICING DIFERENCIAL, que consiste em um mesmo gene que sofrerá a retirada de íntrons diferentes, produzindo proteínas diferentes. Esse processo promove uma economia de gene, a partir do momento que uma mesma sequência de bases do DNA poderá produzir diferentes proteínas. 
Outra porção do DNA codificante corresponde aos PSEUDOGENES, que são sequências de bases que codificariam determinada proteína, porém não possui íntrons, logo nunca são transcritos.
Agora em relação ao DNA EXTRAGÊNICO, da porção que se repete, existem dois grupos: os que se repetem em blocos ou as repetições dispersas. O primeiro se subdivide de acordo com o número de bases que formam a unidade de repetição em DNA satélite, minissatélite e microssatélite. A região do centrômero corresponde a uma região quase sem genes e rica em DNA satélite. Já a região subtelomérica costuma concentrar DNA minissatélite e o DNA microssatélite não apresenta localização específica. 
Aplicação médica: Estudo de micro e minissatélite na medicina forense na identificação de indivíduos, pois o número de repetições dessas sequências é único pra cada pessoa. Além disso, essas formas de DNA são polimórficas e herdadas, também sendo objeto para teste de paternidade.
Já o segundo grupo de DNA extragênico repetitivo disperso se subdivide em LONGO (LINE) e CURTO (SINE), diferindo-se pelo número de kbases. O LINE é capaz de realizar o processo de TRANSPOSIÇÃO, isto é, consegue mudar de região do genoma. Isso se dá devido à presença do gene para a produção da transcriptase reversa estar presente no LINE, que ao ser traduzida, sintetiza a sequência posteriormente incorporada ao DNA em outra região. As SINE não possuem o gene da trancriptase reversa, mas são capazes de realizar transposição também. A sequência repetida mais comum no genoma humano é uma SINE, a ALU.
DNA MITOCONDRIAL
O genoma mitocondrial é formado apenas por 37 genes, sendo que 22 sintetizarão RNA’s transportadores, 2 produzirão RNA’s ribossomais e apenas 13 sintetizarão proteínas e enzimas que participarão da fosforilação oxidativa. As outras proteínas necessárias são produzidas pelo núcleo celular. O DNA mitocondrial é muito semelhante ao de uma bactéria, visto que é circular, não possui íntrons nem histonas. Além disso, o DNA mitocondrial apresenta uma única origem de replicação, a ALÇA D, que é uma fita tripla a qual não possui genes. A alça D também é o único promotor de transcrição, logo quando há transcrição, todos os 37 genes são transcritos.
O DNA mitocondrial apresenta maior taxa de mutação que o genoma humano apesar de menor, pois o primeiro não possui sistema de reparo. Nesse sentido as mutações na mitocôndria podem ocorrer em HETEROPLASMIA (mais comum), em que a distribuição de mitocôndrias mutadas varia de célula a célula, de tecido a tecido haja vista que, na divisão celular, a separação de mitocôndrias pode não se dar igualmente. As mutações podem ocorrer em HOMOPLASMIA também, em que há proporção igual de proteínas mutadas. 
OBS.: Hipótese de Lyon 
Inativação do cormossomo X em mulheres a fim de compensar a dose X muito maior que a do Y em homens. Isso ocorre no período embrionário de forma randômica, formando uma “filha mosaico”.
CONTROLE DO CICLO CELULAR
O ciclo celular consiste nas fases de:
INTÉRFASE: Fase de crescimento celular e duplicação do material genético, subdividida em fases G1, S e G2. 
OBS: Células estáveis como os neurônios que não se dividem permanecem em estado de G0. 
MITOSE: divisão celular em si, que forma duas células filhas idênticas à original. Subdivide-se em Prófase, Prometáfase, Metáfase, Anáfase e Telófase. 
Para evitar possíveis erros que poderiam culminar em câncer, a célula dispõe de mecanismos de proteção, chamados PONTOS DE CHECAGEM. São momentos do ciclo celular em que a célula avalia se as suas condições são favoráveis para dar continuação ao ciclo. Caso haja falhas, esses pontos conferem tempo para a realização de reparos e, caso os erros sejam irreparáveis, as células são encaminhadas a apoptose. 
Existem três checkpoints: um em G1, em que se avalia o crescimento da célula, as condições do meio e se há os precursores para a replicação do DNA; outro em G2, que verifica se houve algum erro na replicação; e um na metáfase, que avalia se os cromossomos estão perfeitamente alinhados na placa equatorial e anexados ao fuso mitótico. 
OBS: as células do zigoto não passam pelas fases G1 e G2, pois como possuem grande quantidade de vitelo, não passam por fases de crescimento.
Para passar de uma fase à outra do ciclo celular, é necessário o encaminhamento realizado pela atuação das CICLINAS e das CDK (Quinases Dependentes de Ciclinas). As ciclinas ativam as CDK’s, que, por sua vez, realizam a FOSFORILAÇÃO, processo que ativa as fases do ciclo. 
De G1 – S, por exemplo, as ciclinas+CDK’s fosforilam a DNA polimerase e a helicase, ativando-as, dando início ao processo de replicação. Além disso, esse complexo fosforila a PRB (proteína retinoblastoma) que estava associada à E2F, deixando esta livre, a qual funciona como um fator de transcrição para enzimas de replicação, necessária à fase S. 
Esse complexo atua da mesma forma dando início à mitose (Fator Promotor de Mitose), ao fosforilar a laminina, que irá destruir a carioteca e os microtúbulos que irão formar o fuso. Caso haja erros na replicação, o complexo Wee 1 inativaas M-CDK.
COMPLEXO PROMOTOR DA ANÁFASE (APC)
É um complexo ubiquitina ligase que irá promover a fase da anáfase, separando as cromátides irmãs. O APC será ativado apenas quando os cromossomos estiverem corretamente tensionados no cinetócoro e alinhados no equador da célula. Caso o contrário, as proteínas MAD e BLB inativam a CDC 20 e consequentemente o complexo.
O APC está inativado quando a securina está associada à separase. Ele é ativado ao associar-se à CDC20, uma fosfatase. Com isso, há a ubiquitinização da securina (marcada para ser degradada), liberando a separase, que irá cortar o complexo de coesinas na região do centrômero, separando as duas cromátides irmãs.
Ao fim da anáfase, há o processo contrário com a inativação da M-CDK, para dar fim à mitose. Para isso, as M-CDK são ubiquitinizadas e degradadas, para haver a descondensação dos cromossomos e a reestruturação do citoesqueleto e da carioteca.
PROTOONCOGENES: estimuladores do ciclo celular de forma regulada. Quando adquirem maior atividade passam a ser ONCOGENES, que podem vir a gerar um câncer. 
PROTEÍNA P53: PTN supressora de tumor, inibindo o ciclo celular, mantida a baixos níveis por ubiquitinação pela MDM2. Entretanto, quando há algum erro, a p53 é ativada por fosforilação pelas ATM’s e ATR’s, tornando-as livres das MDM2. A p53 atua ativando o gene da PTN p21 que irá bloquear as CDK.
REPLICAÇÃO DO DNA EM PROCARITOS E EUCARIOTOS
DEFINIÇÃO: processo em que uma molécula de DNA dá origem a duas novas moléculas clones, que ocorre na fase S do ciclo celular.
O modelo de replicação é:
SEMICONSERVATIVO: após a replicação, as novas moléculas de DNA apresentam, cada uma, uma fita molde e uma fita sintetizada, sendo moléculas híbridas.
BIDIRECIONAL: ao abrir a bolha, formam-se duas forquilhas de replicação, uma para cada sentido.
SEMI-DESCONTÍNUO: uma fita é sintetizada continuamente e outra é sintetizada por fragmentos de OKAZAKI. Isso ocorre porque a síntese de uma nova fita se dá sempre no sentido 5’->3’. 
REPLICAÇÃO EM PROCARIOTOS
Apresenta apenas uma origem de replicação.
Problemas da Replicação: 
FITAS ANTIPARALELAS; 
SUPER COIL: super enovelamento do DNA – “DNA enrolado”
Em comparação ao DNA relaxado, há dois tipos de Super Coil: o positivo e o negativo. O positivo consiste em maior número de passos de hélice por pedaço de DNA, o que dificulta a ação da DNA polimerase. Enquanto o super coil negativo consiste em um menor número de passos de hélice que permitem a ação da enzima. 
Para lidar com o Super Coil a replicação começa com a ação das enzimas HELICASE e TOPOISOMERASE (DNA-ligase), em que a primeira abre a forquilha de replicação ao quebrar as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, separando as fitas e a segunda é responsável por desfazer o super coil positivo e introduzir o super coil negativo.
Iniciado esse processo, há a atuação da proteína Ssb, a qual tem o papel de impedir que a forquilha se feche, estabilizando a fita simples para que ela não volte a se ligar a fita complementar.
Para iniciar a síntese de uma nova fita, é necessária a atuação da enzima primase, que irá introduzir um primer de RNA a fita a ser sintetizada, permitindo a ação da DNA polimerase.
Ação da DNA POLIMERASE III: responsável pela extensão da fita, principal encadeadora de nucleotídeos. Polimeriza maior parte sentido 5’-3’ e ação de exonuclease (desfazer a fita) em caso de erro no sentido 3’-5’. 
Na replicação, existe uma haste chamada LÍDER, em que a síntese se dará de forma contínua, e outra chamada haste TARDIA, cujo processo de síntese é descontínuo. Isso acontece porque as fitas de DNA são antiparalelas e a DNA pol III sintetiza apenas no sentido 5’-3’. Nesse sentido, a fita líder sintetizará uma fita complementar no sentido 5’-3’, em que a DNA pol conseguirá atuar continuamente. Já a fita tardia tem de sintetizar a fita no sentido contrário, logo conforme a helicase abre as forquilhas, a primase insere um primer que permitirá a ação da DNA pol, formando os fragmentos de OKAZAKI. 
Ao fim da extensão da fita, irá atuar a DNApol I na retirada dos primers e síntese de fragmentos em seu lugar. Função de polimerase 5’-3’ e de exonuclease 5’-3’. Assim, os fragmentos de okazaki serão ligados pela DNA-LIGASE.
OBS.: Como a DNA pol III é uma enzima dimérica, atuando sobre as duas fitas ao mesmo tempo, a haste tardia possui um mecanismo de dobra, e conforme a síntese ocorre, ela se enrola como um carretel. 
RESUMINDO...
A replicação em procariotos se inicia com a HELICASE abrindo a forquilha, seguida da TOPOISOMERASE, na frente, desfazendo super coil positivo. A seguir, há a PRIMASE inserindo o primer que dá início à síntese pela DNA POL III, que encadeia nucleotídeos no sentido 5’-3’. Por fim, há a DNA POL I que retira os primers substituindo-os por fragmentos de DNA, que são ligados aos fragmentos de okazaki pela DNA LIGASE. 
REPLICAÇÃO EM EUCARIOTOS
Diferentemente dos procariotos, apresentam múltiplas origens de replicação.
Problemas:
Assim como nos procariotos, há o antiparalelismo das fitas e o Super Coil. Mas, além disso, há também a questão dos telômeros, as pontas do DNA.
TRANSCRIÇÃO E PROCESSAMENTO 
Expressão gênica de um polipeptídeo em EUCARIOTOS:
DNA transcrição-> PRÉ RNAm processamento-> RNAm tradução-> polipeptídeo
4.1- TRANSCRIÇÃO: síntese de uma molécula de RNA a partir de um molde de DNA. Nesse sentido o DNA, na transcrição, apresenta uma fita MOLDE e uma fita CODANTE. 
A transcrição se dá pela ação da enzima RNA polimerase, a qual exerce a função de abrir a fita (helicase) e de encadeamento de nucleotídeos, não sendo necessária a presença de um primer para que ela atue. Em eucariotos, há três tipos de RNA pol: a I, que sintetiza RNAr, a II, RNAm, e a III, RNAt. No entanto, para que a RNA pol atue é necessária a presença dos FATORES GERAIS DE TRANSCRIÇÃO.
Em procariotos a transcrição e a tradução são vinculadas, ocorrendo simultaneamente; enquanto em eucariotos, os processos são desvinculados, em que o primeiro se dá no núcleo e o segundo no citoplasma. 
O começo da transcrição é determinado pelo SÍTIO PROMOTOR, uma sequência nucleotídeos. Nele, há uma sequência específica, chamada de PRIBNOW BOX, em procariotos, e TATA BOX em eucariotos, que corresponde ao local específico de reconhecimento da RNA pol, que conta com a ajuda da proteína denominada FATOR SIGMA, no reconhecimento. 
O promotor é muito singular, sendo que cada gene possui um promotor diferente. O final da transcrição é determinado pela sequência de fim, geralmente rica em timina (que formará a cauda poli A). 
4.2- PROCESSAMENTO DO PRÉ-RNAm
Após o processo de transcrição, forma-se o Pré-RNAm, que sofrerá processamento, o qual consiste em três processos: 
CAPEAMENTO 5’: adição da ponta CAP (7-metil guanosina), a qual funciona como um marcador do RNAm para conduzí-lo ao citoplasma, para evitar a sua degradação por exonucleases e para distinguí-lo de outros tipos de RNA. 
SPLINCING: retirada dos íntrons do RNAm. Isso se dá por clivagem com a formação do SPLICEOSSOMA, uma associação do íntron a uma proteína (ribonucleoptn), que acelera a reação de quebra com gasto energético. 
POLIADENILAÇÃO 3’: adição da cauda poli A na extremidade 3’ do RNAm. Mesmo papel da CAP 5’.
OBS.: Os transcritos que darão origem a outros tipos de RNA também sofrem splicing, porém não possuem CAP5’ nem cauda poli A. 
TRADUÇÃO
É o processo de biossíntese proteica, que envolve as moléculas de:
RNAm: contém a sequência de bases que formam os códons com a informação a ser lida e traduzida.
RNAt: molécula de RNA que possui formato de trevo, com o papel de transportar o aminoácido até o ribossomo. Possui na ponta 3’ uma sequência CCA, que corresponde ao sítio de ligação RNAt-aa e a sequência anti-códon está localizado no lado oposto (em uma das folhas do trevo). O RNAt pode ser formado por bases diferentes além das A, C,G e U. 
RNAr: onde ocorre a síntese proteica. Formado por duas subunidades: uma maior e outra menor. 
ETAPAS DA TRADUÇÃO:5.1- ATIVAÇÃO DO AA
Consiste na ligação do RNAt ao aminoácido, que ocorre no citosol. A reação de ativação envolve uma molécula de ATP em que o AA se associa ao ATP, liberando dois fosfatos e formando AA.AMP, que, por sua vez irá reagir com o RNAt, ligando-os. Essas reações são catalisadas pela enzima AMINOACILSINTETASE (específica para cada aminoácido).
5.2 – COMPLEXO DE ATIVAÇÃO
A biossíntese começa com a associação entre o RNAm, o RNAr e o RNAt. A subunidade maior do ribossomo está inicialmente separada da menor. A porção menor (30S) se encontra com um RNAm e se liga (CAP 5’auxilia no reconhecimento). A partir disso, o RNAt também se liga o que permite a associação à unidade maior (50S), formando assim o complexo de ativação (70S) que dará início à tradução. Com a configuração do complexo de ativação, há a conformação dos sítios P, PEPTIDIL, e A (AMINOACIL), em que os RNAt irão se ligar. O códon de início é o AUG, que em procariotos corresponde à formil metionina e em eucariotos traduz a metionina. 
5.3 – ALONGAMENTO DA CADEIA PEPTÍDICA
5.4 – TÉRMINO: ocorre no sítio E, determinada pelos códons de fim: UGA, UAG e UAA.
5.5- PROCESSAMENTO PÓS TRADUÇÃO E DOBRADURA.
 
MECANISMOS DE REPARO 
6.1 - DANOS PROVÁVEIS 
Transições - substituição entre purinas ou entre pirimidinas no emparelhamento em decorrência da presença de nucleotídeos em sua forma tautométrica não usual na fita molde, o que faz com que se emparelhem com o nucleotídeo errado. 
- Desaminação - a perda do grupo amina pelos nucleotídeos amina e citosina acarreta no mau emparelhamento dessas bases com guanina e timina, respectivamente. 
- Oxidação (transversão) - a oxidação de resíduos de guanina forma 8-oxo-guanina, fazendo com que o nucleotídeo passe a se emparelhar com a adenina, outra purina. 
Obs.: essa mutação está associada ao envelhecimento 
- Perda de bases nitrogenadas 
6.2 - AGENTES CAUSADORES
 - Radiações ionizantes - os íons e radicais livres formados na exposição a essa radiação podem causar danos nos anéis de pirimidinas e purinas, perda de bases nitrogenadas e quebra das fitas de DNA. 
- Radiações não ionizantes (como raios UVA e UVB) - causam danos indiretos ao DNA, provando a formação de hidratos de pirimidina ou a formação de dímeros de pirimidina adjacentes em uma das fitas do DNA, sendo o mais comum o dímero de timina. 
- Análogos de bases - moléculas muito semelhantes às bases nitrogenadas comuns são encontradas com grande frequência em sua forma tautométrica não usual, emparelhando-se com bases erradas no DNA. 
- Agentes intercalantes - compostos que se inserem entre dois pares de base adjacentes, resultando na adição ou deleção de pares de bases.
 - Adutos de DNA - resultantes da ligação covalente de substâncias ao DNA, causando distorção da dupla hélice, podendo interferir no processo de emparelhamento ao provocar mau emparelhamento, adição ou deleção de bases. 
6.3 - REPARO 
As DNA polimerase I e II, em procariotos, e alfa e delta, em eucariotos, são capazes de reparar erros ocorridos no exato momento da replicação por meio de atividade exonucleásica 3' - 5'. Quando ocorrem falhas nesses sistemas, sistemas de reparo pós-replicação são desencadeados ao reconhecer o dano. 
- REPARO POR EXCISÃO DE BASE - desencadeado pelo reconhecimento de bases anormais no DNA (bases desaminadas ou oxidadas), um complexo enzimático atua fazendo a excisão da base e removendo a pentose e o fosfato que restavam do nucleotídeo, permitindo que uma DNA polimerase preencha o espaço a partir da fita não danificada. 
- REPARO POR EXCISÃO DE NUCLEOTÍDEO - desencadeado pelo reconhecimento de danos em uma das fitas, como dímeros de pirimidinas e adutos de DNA, um complexo enzimático atua removendo um segmento da fita danificada que, em seguida, é preenchido pela DNA polimerase a partir da fita não-danificada.
 - REPARO DE MAU EMPARELHAMENTO - desencadeado pelo reconhecimento de bases nitrogenadas normais que não se emparelham, devido a erro na replicação; um complexo enzimático reconhece a fita mais nova por sua menor taxa de metilação, removendo o oligonucleotídeo que contém o erro, permitindo que a DNA polimerase coloque o nucleotídeo correto a partir da fita mais antiga. 
- REPARO TRANSLESÃO - a replicação do DNA é impedida de seguir por algum erro na fita molde, como um dímero de timina; uma DNA polimerase específica (Pol V) reconhece o erro e consegue dar continuidade a replicação mesmo com o dano da fita molde, permitindo que a replicação siga; ao final da replicação, o dano da fita molde é reparado por excisão de nucleotídeo. 
- REPARO POR RECOMBINAÇÃO HOMÓLOGA - desencadeado pelo reconhecimento de moléculas com ambas as fitas quebradas; um complexo de enzimas atua reconhecendo a região da quebra e realizando a nuclease em uma das fitas para formar um extremidade 3' livre onde proteínas específicas se associam; essas proteínas abrem as fitas de uma molécula de DNA normal onde ligam essas extremidades 3', resultando no emparelhamento de cada uma das fitas quebradas a uma fita inteira de DNA, que servirá como molde e, então, serão formadas duas moléculas de DNA normal.
CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA
O material genético de todas as células de um indivíduo é o mesmo, no entanto, o corpo apresenta diferentes tipos celulares que produzem diferentes proteínas. Isso ocorre porque a EXPRESSÃO GÊNICA é distinta. Isso é importante para haver economia e organização na célula, haja vista que as células possuem diferentes necessidades, logo a transcrição de todos os genes presentes no DNA em uma célula seria um gasto desnecessário. 
Nesse sentido, existem genes que se expressam em determinado tipo celular, mas também há os chamados GENES CONSTITUTIVOS, que precisam ser expressos em todas as células, tais como os genes das enzimas da respiração. Além disso, há os GENES INDUZÍVEIS, que podem ser ligados ou desligados de acordo com o ambiente. 
7.1 – EM PROCARIOTOS
A expressão gênica é regulada em sua maior parte na região do sítio promotor da transcrição por meio dos ÓPERONS, unidades de regulação de um conjunto de genes.
OPERON TRIP: regula a expressão do gene para a SÍNTESE o aminoácido TRIPTOFANO, sendo um óperon ANABÓLICO. 
São 5 genes envolvidos na produção do triptofano, que sintetizam três enzimas que convertem o ácido quiriósmico no aminoácido. Esses genes estão sendo expressos. Existe um gene regulador que é transcrito em uma proteína repressora. À medida que a concentração de triptofano aumenta na célula, aumenta a chance de este encontrar o repressor e ligar-se a ele, ativando-o por mudança conformacional. Assim, o repressor ativo se ligará ao operador, bloqueando a ação da RNA pol, parando dessa forma a transcrição. Como a ligação do triptofano com o repressor não é permanente, quando diminui a quantidade do aminoácido na célula, ocorre o movimento contrário, em que o repressor é inativado, retornando a síntese de triptofano. 
OPERON LAC: regula a expressão dos genes que atuam na QUEBRA da lactose, sendo um óperon CATABÓLICO. Associado à obtenção de energia por uma via alternativa. 
Quando há concentração zero de lactose, o repressor está ATIVO, inibindo a síntese das enzimas que irão participar do metabolismo da lactose, as quais são: a beta galactosidase, a permease e a transacetilase. Porém, como a quebra da lactose é uma via alternativa de obtenção de energia, quando os níveis de glicose estão altos, não há necessidade da quebra da lactose. Nesse sentido, há um mecanismo que regula a expressão do gene também, em relação aos níveis de glicose da célula. Isso se dá por meio da proteína CAP, que estimula a RNA pol a iniciar a transcrição, que é ativa ao ligar-se à AMPc, cujos níveis são altos quando baixa quantidade de glicose na célula e vice-versa. 
Dessa forma, existem 4 situações:
- LAC ZERO e GLI alta: o repressor está ativo e os níveis de AMPcíclica estão baixos, logo, não há transcrição.
- LAC ALTA e GLI BAIXA: o repressor é inativado pela presença da lactose e os níveis de AMPc estãoaltos, assim não há inibição e a RNA pol é estimulada, havendo a transcrição.
- LAC ZERO e GLI ZERO: o repressor está ativo e os níveis de AMPc estão elevados. Logo, embora a RNApol seja estimulada, o repressor está bloqueando a sua ação, portanto não há transcrição.
- LAC ALTA e GLI ALTA: o repressor está inativo, mas os níveis de AMPc estão baixos, assim, mesmo que não haja o bloqueio do repressor, a RNA pol não possui estímulo para iniciar a transcrição. 
Assim, só é possível iniciar o metabolismo da lactose quando seus níveis estão altos e os níveis de glicose estão baixos.
7.2 – EM EUCARIOTOS
O controle da expressão gênica se dá por diversas formas, dentre elas há:
- ENHANCERS: são regiões do DNA que “realçam” a transcrição, por meio de proteínas realçadoras. Dessa forma, estimulam a RNApol, aumentando a expressão de determinado gene. É alvo de repressores e conseguem dobrar a fita de DNA. 
- Controle por hormônios e receptores, que estimulam a transcrição.
- MICRO RNA’S, que inibem a tradução do RNAm:
Micro RNA endógeno fita simples com cara de fita dupla, quebrado pela enzima DICER que ira formar uma estrutura de fita dupla que depois de degradada formará um RNA fita simples.
Micro RNA exógeno fita dupla também processado pela DICER e pelo complexo RISK, que formará um RNA fita simples
Ambos se ligarão ao RNAm, transformando-o em RNA fita dupla, inibindo a tradução. 
- FATORES GERAIS DE TRANSCRIÇÃO E GENES HOMEÓTICOS (codificam homeodomínios), que estimulam ou inibem a transcrição. 
EPIGENÉTICA
É a parte da biologia molecular que estuda a hereditariedade não em nível de genoma como faz a genética, mas sim a transmissão de características no âmbito da CROMATINA. Nesse sentido, estuda o perfil de organização do DNA associado às histonas e os processos de metilação, acetilação e fosforilação, o que altera a expressão gênica. 
Dessa forma, as características de um indivíduo além de serem construídas pelo material genético herdado dos pais, também se formam através da transmissão dos padrões epigenéticos paternos e os padrões epigenéticos construídos por ele mesmo desde a vida intrauterina, que são influenciados pelo meio ambiente. 
Processos epigenéticos
IMPRITING GENÔMICO
INATIVAÇÃO DO CROMOSSOMO X
SILENCIAMENTO DE GENES: 
- Metilação do DNA: silencia genes, heterocromatina;
- Acetilação da histona: ativa genes, eucromatina;
- Fosforilação: inativa na mitose.