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Manual de Estudo Dirigido em Biologia Molecular- Prof ª Cristiane Alves da Fonseca do Espírito Santo 
 
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REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA 
 
 Componente crítico na regulação do metabolismo celular e na orquestração e manutenção das 
diferenças estruturais e funcionais que existem nas células em desenvolvimento. 
Dado ao alto custo da síntese de proteínas, a regulação da exp. gênica é essencial p/ a célula 
fazer o melhor uso da energia disponível. 
 
Há pelo menos 7 pontos potenciais onde a quantidade de proteína pode ser regulada: 
 A síntese do transcrito primário do RNA. 
 O processamento pós-transcrição do mRNA. 
 A degradação do mRNA. 
 A síntese proteíca (tradução). 
 Modificações pós-tradução das proteínas. 
 Degradação das proteínas. 
 Endereçamento e transporte das proteínas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*A conc. De uma dada proteína é controlada por mecanismos reguladores em qualquer um ou 
todos esses pontos. 
 
 Principal regulação: iniciação da transcrição (melhor documentada e a mais comum). 
 
*As proteínas podem ser divididas em 2 grandes grupos quanto a sua forma de 
expressão: 
 
1. Proteínas constitutivas são aquelas cuja quantidade na célula não é influenciada por 
mudanças ambientais (nutricionais, temperatura etc.). São sintetizadas constantemente e em 
grandes quantidades. 
 
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*A expressão invariável de um gene é chamada expressão de um gene constitutivo. 
 
2. Proteínas induzidas são aquelas cuja expressão varia de acordo com as condições da 
célula. Os genes que codificam estas proteínas são chamados genes regulados e incluem 
todos aqueles que são sensíveis a mudanças ambientais. 
 
*produtos gênicos onde os níveis celulares aumentam ou diminuem em resposta a sinais 
moleculares  expressão gênica regulada. 
 
Bactérias: controle da exp. gênica serve p/ que a célula se ajuste a uma nova condição 
ambiental. 
 
*Princípios básicos da regulação gênica em procariotos: 
 
1. Esses organismos necessitam ter mecanismos rápidos e eficientes de adaptação a mudanças 
no ambiente. 
2. Produtos gênicos que funcionam em conjunto, normalmente tem regulação da expressão 
semelhante, ou estão organizados em operons. 
3. A transcrição da maioria dos genes esta em um estado “bloqueado”, pela ligação de proteínas 
inibidoras. 
4. A dissociação dessas depende de um indutor, normalmente uma molécula pequena, que 
“sinaliza” a mudança ambienta. 
 
Organização das unidades transcricionais 
 
Operon é uma unidade de expressão gênica, incluindo genes estruturais e elementos que 
controlam sua expressão. É constituído por um grupo de genes ordenados lado a lado que 
codificam enzimas que trabalham numa via metabólica integrada, controlada por um único 
promotor. Um gene regulador ajuda a controlar a transcrição de genes estruturais do operon. É 
composto por 3 elementos principais: 
 
1. Promotor ou região promotora: onde vai haver a ligação da RNA pol. 
 
 
 
 
 
2. Operador: região do DNA em que vai haver a ligação de proteínas regulatórias. O operador 
localiza-se ao lado dos genes estruturais que são por eles controlados. 
3. Genes estruturais: genes da proteína que será expressa. 
 
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*Observem que o operador pode ficar com parte dentro do promotor ou completamente 
inserido no promotor. 
 
 
 
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*Tipos de Regulação: padrões comuns de regulação da iniciação da transcrição. 
 
1- Regulação negativa: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2- Regulação positiva: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-A maioria dos genes procarióticos são regulados em unidades chamadas operons. Exemplos: 
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1- Operon Lac: o metabolismo da lactose na E.coli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como o operon Lac está organizado? 
 
 
 
 
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O operon lac no estado reprimido. O gene I codifica o represor Lac. Os genes lac Z, Y e A 
codificam a -galactosidade, a galactosídeo permease e a transacetilase, respectivamente. P é o 
promotor para os genes lac e P1 é o promotor para o gene I, O1 é o operador principal para o 
operonlac; O2 e O3 são sítios operadores secundários chamados pseudo-operadores. 
 
Relações entre a seqüência do operador lac e o promotor lac: 
 
 
 
 
 
 
 
 
O operon lac está sujeito a regulação positiva: 
 
 
-Ativação da transcrição do operon lac pela CRP (cAMP receptor protein) ou CAP 
(catabolite gene activator protein): 
 
 
 
 
 
 
 
 
-Sequência do promotor lac comparada com a seqüência consenso do promotor: 
 
 
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Outros fatores, além da lactose, afetam a expressão dos genes lac, como a disponibilidade 
da glicose. 
 
-Observem os efeitos combinados da glicose e da lactose na expressão do operon lac: 
 
-A transcrição ocorre apenas quando as concentrações da glicose forem baixas (de forma que os 
níveis de cAMP sejam altos e a CRP esteja ligada) e as concentrações de lactose forem altas de 
forma que o repressor lac não esteja ligado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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-A CRP e o cAMP estão envolvidos na regulação coordenada de muitos operons, principalmente 
àqueles que codificam enzimas para o metabolismo de outros açúcares secundários, como a 
galactose e a arabinose. 
 
 
Muitos genes para a biossíntese dos aminoácidos são regulados pela atenuação da 
transcrição. 
 
- Os 20 aminoácidos-padrão são requeridos em grandes quantidades para a síntese de proteínas 
e a E. coli pode sintetizar a todos. 
- Os genes das enzimas necessárias para sintetizar um certo aminoácido estão, geralmente, 
agrupadas num operon e são expressados toda vez que o suprimentos do aminoácido sejam 
inadequados para os requerimentos celulares. 
 
2- Operon triptofano: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Este operon é regulado por 2 mecanismos: repressão e por atenuação. 
 
2.1- Regulação por repressão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2- Por atenuação:

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