04 REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA

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REGULAÇÃO DA 
EXPRESSÃO GÊNICA
Qual a importância da regulação da expressão gênica?
Ao regular quais e quando os genes são expressos, nosso corpo pode garantir a 
utilização de matéria e energia de forma a garantir a homeostase (equilíbrio) do 
organismo, além de diferenciar o funcionamento de diferentes células de 
diferentes tecidos.
Regulação nos procariontes
Além da expressão regulada pelos fatores de transcrição + ativadores e silenciadores, os procariontes 
possuem os chamados operons.
O operon é um sistema de regulação composto por uma proteína repressora sintetizada por uma 
sequência reguladora (que além de codificar essa proteína pode ser um enhacer ou um silencer, como 
explicado nos slides sobre transcrição), que age se ligando ao operador, uma região do DNA entre o 
promotor e o UTR + genes estruturais (que codificam determinada enzima), impedindo que os genes 
estruturais sejam transcritos.
Essas proteínas repressoras que se ligam à sequência operadora podem se ligar na presença de 
determinada molécula (como no operon triptófano) ou pode se ligar na sua ausência (operon lactose).
Operon Lactose
Percebe-se que quando a quantidade 
de lactose na célula é grande, a 
proteína repressora é inativada, 
fazendo com que seja sintetizado mais 
mRNA que codificam lactases 
(enzimas que “quebram” lactoses em 
glicose).
Logo, quando a concentração de 
lactoses diminui, os repressores são 
reativados e a síntese de lactases é 
silenciada.
Operon Triptófano
No operon triptófano temos uma regulação parecida.
Para a síntese do triptófano, são necessários 5 genes 
estruturais que codificam as enzimas necessárias que 
realizam esse processo.
Quando a concentração de triptófano aumenta, o 
repressor é ativado e se liga à sequência operadora, 
impedindo a síntese das enzimas que sintetizam o 
esse aminoácido.
Regulação nos eucariontes
Nós, humanos, possuímos cerca de 20-30 mil genes, mas apenas 1,5%, aproximadamente, destes genes 
são expressos por célula.
Nos eucariontes, com exceção de alguns nematóides, não existem operons, mas ainda sim genes são 
“ligados” e “desligados” todo o tempo, respondendo aos sinais internos e externos ao organismo.
A regulação pode ser feita em vários níveis:
● -Na organização do cromossomo (nível 1)
● -Na transcrição (nível 2) -> já citado no slide de transcrição, na parte de fatores de transcrição
● -No processamento (nível 3) -> já citado no slide de transcrição, na parte de splicing
● -Na tradução (nível 4)
● -Na transformação do polipeptídeo no produto final (nível 5)
 
Na organização do cromossomo
Regiões heterocromáticas (DNA compactado pelas histonas) são 
associados, tradicionalmente, a genes inativos e, em 
contrapartida, as regiões eucromáticas (DNA não compactado 
pelas histonas) têm sido associadas a genes ativados.
A expressão de certos genes pode ser feito pela modificações 
nas histonas (acetilação, desacetilação, metilação, desmetilação, 
fosforilação, desfosforilação, etc).
Isso controla, também, o sistema de imprinting, é um fenómeno 
genético no qual certos genes são expressos apenas por um alelo, 
enquanto o outro é metilado (inactivado).
Esses sistemas são exemplos de modificações epigenéticas, pois 
não tem relação direta com modificações nos ácidos nucleicos.
Na tradução
Um exemplo de controle nesse nível é quando o mRNA nos eucariontes pode ser 
armazenado no citoplasma de uma célula não fertilizada sob uma forma inativa; 
com a fertilização, um fator de iniciação possibilita a ativação e permite a 
interação entre ribossomo e mRNA e sua tradução imediata, sendo traduzido 
rapidamente em uma proteína.
Na transformação do polipeptídeo no produto final
Para que o produto final seja ativo, vários fatores podem vir a ser necessários. Como:
● Associação a subunidades, isto é, 2 ou mais polipeptídeos, sintetizados 
separadamente, para formar uma estrutura quaternária de proteína.
● Acrécimo de açúcares (glicoproteínas), lipídeos (lipoproteínas), fosfatos, etc.
● Eliminação de um segmento (como no caso da insulina)
Uma sinalização que transporta a proteína até seu determinado local também é necessário 
para que ela realize sua função.