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Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 1 www.medresumos.com.br REGULAÇÃO GÊNICA Jacob & Monod, ao estudarem bactérias E. coli da flora intestinal, chegaram a seguinte conclusão: Enzimas constitutivas: são sempre produzidas. Enzimas indutivas: só aumentam de concentração na presença do substrato. REGULAÇÃO GÊNICA INDUTIVA A regulação gênica indutiva pode ser provada no exemplo do metabolismo do açúcar lactose. A utilização da lactose necessita de três enzimas: β-galactosidase (hidrolisa a lactose, formando glicose e galactose), permease (proteína de membrana que permite a entrada de lactose dentro da célula) e a transacetilase (faz uma transacetilação). Para produzir essas enzimas, existe uma série de genes necessários, como: gene regulador (i+), sítio promotor (local onde a RNA polimerase se liga e que não é traduzido), um local chamado operador e, contiguamente a esses dois últimos, os genes estruturais (z+, y+ e a+). Em um meio sem lactose, o gene i+ é traduzido e produz uma proteína repressora, que se liga na região do operador (bloqueando-o) e não permite que a RNA polimerase (que se liga no sítio promotor) traduza os genes estruturais. Em meio com lactose, o gene regulador continua produzindo o repressor, mas devido a presença da lactose (graças à ação do isômero alo-lactose), que se liga ao repressor e o inativa. Com isso, o repressor, inativo, não se liga ao operador. Então, a enzima RNA polimerase se liga ao promotor e continua traduzindo as enzimas indutivas da lactose. É esse tipo de enzima que pode ser chamada de enzima indutiva (que só aumenta de concentração na presença do substrato), pois é esse substrato (o indutor) que inibe a proteína que possivelmente inativaria a sua produção. Além do indutor, é necessária a ação de outras duas substâncias para a tradução desses genes pela enzima RNA polimerase: o AMPcíclico e a CAP (proteína de atividade catabólica). OBS 1 : Efeito glicose (Repressão catabólica): Quando uma bactéria é aplicada em um meio com glicose e lactose, a bactéria vai usar o açúcar de mais fácil metabolismo, no caso a glicose, para depois usar a lactose (dissacarídeo). Isso ocorre porque a glicose é metabolizada por um catabólito x, que inibe a transformação do ATP em AMPc por bloqueio da adenilil ciclase. Sem AMPc, a enzima RNA polimerase não produz as enzimas indutivas (dos genes estruturais) e não consegue quebrar a lactose. Só depois que a glicose acaba, a bactéria inicia a utilizar lactose e a sintetizar as enzimas β-galactosidase, permease e transacetilase. REGULAÇÃO INDUTIVA POR SUPER-REPRESSOR É possível, através do mecanismo de conjugação, duas bactérias trocarem seus materiais genéticos. A bactéria que transfere seu plasmídeo (f+) passa para uma sem esse DNA circular (f-). Quando o plasmídeo recebido pela bactéria f- possui uma sequência genética semelhante ao seu material genético original, diz-se que a região semelhante é uma região merozigoto, apresentando um caráter diploide (2n). Arlindo Ugulino Netto. GENÉTICA 2016 Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 2 www.medresumos.com.br Área Merozigoto (2n) Quando o plasmídeo conjugado possui um gene regulador i s+ , que combinado com seu merozigoto i+, ele produz um super-repressor, que mesmo em meio com indutor (lactose), o repressor não é inativado, gerando o bloqueio do operador e, consequentemente, parando a tradução dos genes estruturais e a produção de enzimas. REGULAÇÃO GÊNICA CONSTITUTIVA Existe também um outro mutante que porta o gene regulador i-, que não produz o repressor, e mesmo com a ausência de lactose, haverá a produção de enzimas, determinando uma regulação gênica constitutiva. Por isso que esse tipo de mutante é chamado de mutante constitutivo, em que sempre haverá produção de enzimas. Outro tipo de regulação gênica constitutiva se dá, por exemplo, na existência do operador constitutivo (alterado) do fragmento merozigoto de uma bactéria. Esse operador C , seja na presença da substância indutora ou não, ele não será inativado por ser mais poderoso até mesmo que o super-repressor (i s+ ). REGULAÇÃO GÊNICA REPRESSIVA / SISTEMA DE REPOUSO NEGATIVO O produto final da ação das enzimas do operon geralmente serve como um co-repressor (como o triptofano), ou seja, quando a concentração do produto originado pela ação das enzimas do operon, ele pode se ligar ao sítio produtor, inibindo a ação do RNA polimerase como um feedback. Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 3 www.medresumos.com.br OBS 2 : Finger zinc. Existem proteínas que interagem com o átomo de zinco e essas proteínas, apenas com essa configuração, interagem com o DNA para que este realize diversas de suas funções. Por isso que o zinco é extremamente importante como suplemento alimentar. Ele é obtido, por exemplo, em cápsulas de vitaminas C que associadas a Zn. Motivo é a estrutura do Zn ligado a quatro aminoácidos (figura ao lado). São esses aminoácidos ligados intimamente ao Zn que reagem com hormônios específicos (domínios). Isso também representa uma regulação gênica, mostrando que a regulação dos genes vai muito mais além que a ação dos operons.
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