Regulação Gênica

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Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 
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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
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: 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). 
 
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GENÉTICA 2016 
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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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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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.