Aula 13 - Eucarioto e Procarioto

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Regulação da Expressão gênica 
Prof.ª Drª Fernanda Cattani 
Biologia Molecular 2019/1 
Aula 13 
Regulação da Expressão Gênica 
Definição: 
 expressão gênica pode ser descrita como o conjunto de processos que ocorrem 
para que um organismo, tecido ou célula inicie, aumente, diminua ou cesse a 
produção de RNAm(transcrição) e proteína (tradução). 
 
 os mecanismos e estímulos que levam à produção das diferentes proteínas e 
RNAs, em diferentes células, são tão importantes quanto a própria sequência 
codificadora. 
Processo que regula transcrição e tradução.
Regulação da Expressão Gênica 
Pontos Principais: 
 Regulação gênica é o processo de controlar quais genes no DNA da célula são 
expressos (usados para produzir um produto funcional como uma proteína). 
 Diferentes células em um organismo multicelular podem expressar conjuntos de 
genes muito diferentes, apesar de possuírem o mesmo DNA. 
 O conjunto de genes expressos em uma célula determina o grupo de RNAm 
funcionais e de proteínas que ela possui = características únicas. 
 Em eucariontes, como os humanos, a expressão gênica envolve várias etapas e a 
regulação de genes pode acontecer em qualquer uma delas. Contudo, muitos 
genes são regulados primariamente no momento da transcrição. 
 
Regulação da expressão gênica em Eucariotos 
Prof.ª Drª Fernanda Cattani 
Biologia Molecular 2019/1 
Aula 13 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Introdução: 
 Eucarionte: centenas de tipos de células diferentes 
− céls. imunológicas, epiteliais, até neurônios. 
− mesmo conjunto de informações – genoma 
− de genes destas células também é diferente! 
 
 
− por que elas parecem ser tão direfentes 
e possuem funções distintas? 
− Resposta: a regulação de genes destas 
células também é diferente! 
 
 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
A regulação gênica faz com que as células sejam diferentes 
 Regulação gênica é como a célula controla quais genes, entre os inúmeros genes 
presentes em seu genoma, são "ativados" (expressos). 
− cada tipo de célula possui um conjunto diferente de genes ativados - apesar do fato 
de que quase todas as células do nosso corpo possuem exatamente o mesmo DNA. 
− os diferentes padrões de expressão gênica permitem que seus vários tipos celulares 
possuam conjuntos diferentes de proteínas, tornando cada célula exclusivamente 
especializada em fazer seu trabalho. 
 
“Processo pelo qual a expressão de genes é controlada em resposta a 
estímulos intra ou extracelulares” 
uma das funções do 
fígado é remover 
substâncias tóxicas 
como o álcool do 
SG. 
 
Para isso, as céls. 
hepáticas 
expressam genes 
que codificam 
subunidades de uma 
enzima chamada 
álcool 
desidrogenase. 
 
Essa enzima 
decompõe o álcool 
em uma molécula 
não-tóxica. 
Os neurônios do 
cérebro de uma 
pessoa não 
removem toxinas 
do corpo, então eles 
mantém esses genes 
silenciados ou 
"desligados". 
 
 
Da mesma forma, as 
células hepáticas 
não enviam sinais 
utilizando 
neurotransmissores, 
então elas mantém 
os genes que 
codificam 
neurotransmissores 
silenciados. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Como as células "decidem" quais genes ligar? 
 o padrão de expressão gênica é determinado tanto pelas informações internas 
quanto externas à célula. 
 
 Exemplos de informação de dentro da célula: as proteínas que herdou de sua 
célula mãe, danos no seu DNA e quanto ATP possui. 
 
 Exemplos de informações de fora da célula: sinais químicos de outras células, 
sinais mecânicos da matriz extracelular e os níveis de nutrientes. 
 
Como as céls. 
respondem a fatores 
de crescimento (FC)? 
 
 
A cél. detecta o FC 
por meio de uma 
ligação física entre o 
FC + R proteico na 
superfície da cél. 
 
 
A ligação do FC faz 
com que o R mude 
de forma, 
desencadeando uma 
série de eventos 
químicos na célula 
que ativam 
proteínas 
denominadas fatores 
de transcrição. 
Os fatores de 
transcrição ligam-se 
em certas sequências 
do DNA no núcleo e 
provocam a 
transcrição de genes 
relacionados com a 
divisão celular 
 
 
Os produtos desses 
genes são vários 
tipos de proteínas 
que fazem a célula se 
dividir (conduzir o 
crescimento celular 
e/ou mover a célula 
adiante no ciclo 
celular). 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Ativação e Repressão 
 Um gene pode ser... 
− ativado (induzido): ele não estava sendo expresso e passa a ser expresso 
− reprimido: ele estava sendo expresso e deixa de ser expresso 
 
Perguntas: 
 O que causa a ativação ou repressão de um gene? 
 Quanto de um gene é expresso num dada condição? 
− genes constitutivos x regulatórios 
− indução ; repressão  
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
A expressão gênica eucariótica pode ser regulada em vários estágios 
 transcrição 
− processamento do RNAm 
− estabilidade do RNAm 
 
 tradução 
− atividade proteica 
 
o principal ponto de controle 
para muitos genes é a 
transcrição 
Níveis de Controle da Expressão Gênica 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Estrutura do Gene Eucarionte 
 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação da Transcrição 
 principal nível em que a expressão dos genes pode ser regulada – porque? 
 
 
 Etapas: 
− remodelamento da cromatina 
− ligação de proteínas reguladoras 
 
 
Para a célula, regular a expressão gênica através do 
controle da transcrição é mais econômico, pois, se o 
gene não for transcrito, nenhum dos passos posteriores 
ocorrerá. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação da Transcrição por REMODELAMENTO DA CROMATINA 
  DNA está associado a proteínas (histonas), DNA está condensado 
 regiões condensadas do DNA são, transcricionalmente inativas 
 transcrição dos genes = o DNA deve estar descompactado 
 célula controla a disponibilidade de tais regiões através de 
mecanismos de remodelamento da cromatina. 
− modificações na estrutura do DNA e das proteínas histonas 
capazes de provocar tal controle. 
− adição, ou remoção, de radicais à molécula de DNA ou às 
proteínas histonas 
 metilação do DNA e metilação, acetilação e fosforilação 
das proteínas histonas 
 mecanismos pouco elucidados 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação da Transcrição por PROTEÍNAS REGULADORAS 
  em cada tecido, um conjunto específico de genes será transcrito, enquanto os 
demais genes permanecerão inativos. 
 as sequências conservadas, “caixa TATA” está presentes nos promotores de todos 
os genes, como o complexo da transcrição define os genes que devem ser 
transcritos num dado tecido? 
− o complexo da RNA polimerase II (incluindo os fatores de transcrição) não é capaz de 
reconhecer e se acoplar ao promotor de um dado gene sem a ajuda de outros 
componentes acessórios. 
 proteínas reguladoras. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação da Transcrição por PROTEÍNAS REGULADORAS 
  proteínas reguladoras: moléculas capazes de reconhecer sequências específicas 
de um promotor e se ligar a ele – permitindo o acoplamento dos fatores de 
transcrição + RNA pol à caixa TATA/tata box 
− apenas os genes cujos promotores estão associados a proteínas reguladoras são 
reconhecidos e transcritos. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação da Transcrição por PROTEÍNAS REGULADORAS 
 A ligação de proteínas reguladoras pode exercer dois papéis contrastantes sobre 
a transcrição de um gene: ativa ou inibe 
 
 
ativam o processo de transcrição, pois facilitam o acesso 
do complexo da transcrição ao promotor 
atuam prejudicando a transcrição de gene, atenuando 
ou inviabilizando o acesso do complexo da RNA pol. 
ativadores repressores 
Proteínas de 
modificação e 
remodelagem 
da cromatina 
Co-ativadores 
Fatores de 
Transcrição 
proteínas reguladoras 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-transcricional 
  transcrição = pré RNAm 
− sofre váriasmodificações para formar o RNAm que, após ser exportado para o 
citoplasma, será interpretado para a tradução. 
− etapas essenciais para que o gene se expresse e, portanto, qualquer mecanismo 
que interfira nesse processo, inibindo ou induzindo, estará regulando a expressão do 
gene. 
 
 mecanismos: 
− regulação do sistema de “retirada dos íntrons e emenda dos éxons” 
− regulação da estabilidade do RNAm. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-transcricional 
 A retirada de íntrons e emenda dos éxons compõem um passo crucial do 
processamento do RNA em eucariotos - processo permite a eliminação das 
sequências correspondentes aos íntrons do transcrito primário (pré-RNAm) e a 
subsequente reunião (emenda) dos éxons. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós transcrição – splicing alternativo 
 o processamento alternativo de precursores de RNAs mensageiros (mRNA) é 
capaz de gerar diferentes mRNAs maduros, dependendo do tipo de célula, local 
e função. 
− splicing alternativo: diferentes exons de um mesmo pré-RNA podem ser utilizados 
na produção de diferentes RNAs maduros, e assim gerar proteínas distintas a partir 
de um único gene, caso essas variações encontrem-se em regiões codificantes. 
 aumento na diversidade de proteínas 
 informações específicas de um único gene se modifiquem dependendo de sinais do 
ambiente, gerando transcritos maduros distintos, e conferindo assim uma maior 
plasticidade à expressão gênica 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-transcricional - estabilidade do RNAm 
 Cada molécula de RNAm permanece no citoplasma celular durante um 
determinado período. Em seguida, é degradada por enzimas. 
− período de duração no citoplasma é também denominado estabilidade do RNAm 
 
 entre dois genes diferentes, que possuam taxas de transcrição semelhantes, 
aquele cujos RNAms apresentem maior estabilidade, gerará maior acúmulo dos 
transcritos no citoplasma celular. 
 
 o controle da estabilidade do RNAm de um dado gene pode ser um importante 
mecanismo de regulação de sua expressão. 
− regulação dos processos de degradação do RNAm 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-transcricional - estabilidade do RNAm 
 proteínas capazes de se associar às extremidades “capacete de G” e “cauda Poli-
A” dos RNAms, inibindo ou promovendo a ação das enzimas de degradação. 
 
 se as proteínas associadas aos transcritos de um dado gene forem 
estabilizadoras, o processo de degradação será inibido, resultando em maior 
estabilidade do mRNA. 
 
 se as proteínas associadas forem desestabilizadoras, a degradação será induzida, 
resultando em menor “vida-média” daqueles transcritos. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação do processo de tradução 
 A tradução pode ser regulada globalmente (para todos os RNAm na célula) 
através de mudanças na disponibilidade ou na atividade das proteínas 
"auxiliares“. 
− asseguram que o ribossomo esteja posicionado corretamente 
 
 A inativação da tradução pode ser uma boa estratégia nos períodos em que a 
célula não tem "condições" de fazer novas proteínas (p.ex., quando a célula está 
carente de nutrientes). 
 
 mecanismos de regulação traducional não são completamente elucidados 
 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-traducional - Regulação das proteínas após a tradução 
 proteínas precisam passar por um processamento que lhes confira a estrutura 
necessária ao desempenho de sua função biológica. 
 
 alterações promovidas nas propriedades da proteína, através da clivagem 
proteolítica ou da adição de grupos modificadores (radicais fosfato, açúcares etc.) 
a um ou mais aminoácidos 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-traducional - Regulação das proteínas após a tradução 
 uma "alteração" da proteína - como a remoção de aa ou adição de uma 
modificação química - pode levar a uma mudança em suas atividades ou 
comportamento. 
− uma das modificações mais comuns pós-tradução é a fosforilação, na qual um grupo 
fosfato é ligado à proteína. 
Efeito: algumas são ativadas, enquanto 
outras são desativadas e ainda, outras 
mudam totalmente de comportamento 
(interagindo com um parceiro diferente ou 
indo para uma parte diferente da célula). 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Regulação pós-traducional - Regulação das proteínas após a tradução 
 Ubiquitinação 
− as proteínas podem ser marcadas para degradação pela adição de um marcador 
químico chamado ubiquitina. As proteínas marcadas com a ubiquitina são levadas 
ao proteassoma, ou "centro de reciclagem" da célula e quebradas em componentes 
menores. A ubiquitinação é uma via importante de controle da permanência da 
proteína na célula. 
Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos 
Resumo: 
 Regulação gênica é o processo de controlar quais genes no DNA da célula são 
expressos (usados para produzir um produto funcional como uma proteína). 
 Diferentes células em um organismo multicelular podem expressar conjuntos de 
genes muito diferentes, apesar de possuírem o mesmo DNA. 
 O conjunto de genes expressos em uma célula determina o grupo de RNAm 
funcionais e de proteínas que ela possui = características únicas. 
 Em eucariontes, como os humanos, a expressão gênica envolve várias etapas e a 
regulação de genes pode acontecer em qualquer uma delas. Contudo, muitos 
genes são regulados primariamente no momento da transcrição. 
 
Regulação da expressão gênica em Procariotos 
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Biologia Molecular 2019/1 
Aula 13 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
 Os procariotos sofrem com pequenas variações do meio ambiente, o que leva à 
necessidade de ajuste no seu metabolismo, visando a uma melhor adaptação às 
variações do meio externo. 
 
 “De que maneira algumas proteínas podem variar sua quantidade na célula em 
resposta ao meio no qual o organismo se encontra?”. 
controle da expressão gênica 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
 1° nível de regulação? 
− transcrição: início do processo 
 
 Biossínteses desnecessárias podem ser interrompidas antes que haja 
consumo de energia. 
 
 Coordenar a regulação de genes múltiplos, cujos produtos têm atividades 
relacionadas. 
 
 A regulação da transcrição dos genes está intimamente relacionada às 
necessidades fisiológicas da célula. 
 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
Como a expressão gênica é regulada? 
 Existem muitas formas de regulação gênica, isto é, mecanismos para controlar 
quais genes serão expressos e em que níveis. No entanto, muito da regulação 
gênica acontece durante a TRANSCRIÇÃO. 
 
 As bactérias têm moléculas reguladoras específicas que controlam se um gene 
determinado será transcrito em RNAm. 
− essas moléculas atuam se ligando ao DNA próximo do gene e promovendo ou 
bloqueando a enzima da transcrição, RNA polimerase. 
 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
Em bactérias, muitas vezes os genes são encontrados em operons 
 Em bactérias, genes relacionados são frequentemente encontrados agrupados no 
cromossomo, do qual podem ser transcritos por um promotor (sítio de ligação da 
RNA polimerase) como uma unidade. 
 
 Esse conjunto de genes sob o controle de um único promotor é conhecido 
como operon. 
 
 Operons são comuns em bactérias 
 
Os operons permitem que a célula 
expresse, com eficiência, conjuntos 
de genes cujos produtos são 
requeridos simultaneamente. 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
Todos os genes bacterianos encontram-se em operons? 
 Não, nem todos. 
 
 Alguns genes nas bactérias são transcritos individualmente. 
 
 Esses genes transcritos individualmente possuem seus próprios promotores e 
sequências de DNA reguladoras. 
 
 Isto é, as caraterísticas descritas para os operons também se aplicam a genes 
bacterianos que não estão localizadosem operons. 
sequências de DNA reguladoras 
• P = promove 
• O = reprime 
Anatomia de um operon 
impedindo a RNA polimerase de avançar sobre o DNA 
sítio de ligação da RNA polimerase 
o repressor reduz a transcrição 
ativam 
desativam 
aumenta a transcrição do operon 
ajudando a RNA pol a se ligar ao promotor 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
 De onde vêm as proteínas reguladoras? 
 
− Assim como qualquer outra proteína produzida no organismo, elas são codificadas 
em genes presentes no genoma bacteriano. 
 
− Os genes que codificam proteínas reguladoras são, algumas vezes, chamados 
de genes reguladores. 
 
 
 
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Operon 
 definição: conjunto de genes estruturais organizados em sequência e sob o 
controle de um único promotor. 
− a RNA pol transcreve, a partir do promotor comum, todos os genes estruturais em 
uma única molécula de RNA policistrônico, a qual é traduzida nas proteínas 
codificadas pelos genes. 
conjunto formado pelos 
genes, pelo promotor e pelas 
sequências regulatórias (+/-) 
As bactérias possuem um mecanismo geral para a regulação coordenada de genes que 
codificam produtos relacionados ao funcionamento de um determinado processo 
bioquímico. 
Os genes que codificam os produtos 
envolvidos nos diferentes passos de 
uma rota estão agrupados em uma 
região particular do cromossomo e, 
geralmente, são transcritos como 
uma única molécula de RNA. 
 
A maioria dos mRNAs de procariotos é policistrônica, ou poligênica, o que significa que 
um mesmo transcrito codifica para mais de uma proteína. 
existem alguns componentes que 
codificam proteínas reguladoras, as 
quais podem ativar ou desativar a 
expressão dos genes. 
a regulação gênica permite que bactérias respondam a mudanças no meio através da alteração da expressão gênica 
(assim modificando o conjunto de proteínas presentes na célula). 
Operon lac – 
Escherichia 
coli 
Operon lac – 
Escherichia 
coli 
o operon lac é um operon induzível que codifica enzimas para o metabolismo do açúcar lactose 
Operon lac 
 O operon lac é um operon, ou grupo de genes com um único promotor 
(transcrito na forma de um único RNAm = RNAm policistrônico). 
 
 Os genes do operon codificam proteínas que permitem que as bactérias utilizem 
a lactose como fonte de energia. 
 
 E. coli pode quebrar a lactose, na falta de glicose. 
 
O que faz o operon lac ser ativado? 
 Para utilizar a lactose, a bactéria precisa expressar o operon lac, o qual codifica as 
enzimas-chave para a absorção e metabolismo da lactose. 
− expressa o operon lac somente se duas condições forem atendidas: 
 a lactose está disponível, e a glicose não está disponível. 
Estrutura do operon lac 
• promotor (P) = sítio de ligação da RNA pol, a enzima que realiza a transcrição. 
• operador (O) = sítio de regulação (-) ao qual se liga a proteína repressora lac. 
• quando o repressor lac está ligado, a RNA pol não consegue se ligar ao promotor e dar início à 
transcrição. 
• sítio de ligação CAP = sítio de regulação (+) no qual se liga a proteína ativadora de catabólitos (CAP). 
• quando a CAP está ligada a esse sítio, ela favorece a transcrição ajudando a RNA polimerase a se 
ligar ao promotor. 
enzima intracelular que 
degrada o dissacarídeo 
lactose em glicose e galactose 
bombeia a lactose para 
dentro da célula 
transfere um grupo acetil de 
acetil-CoA a beta-galactosídeos. 
A alolactose é um exemplo de indutor, uma 
pequena molécula que ativa a expressão de um 
gene ou operon. 
quando a lactose está disponível, algumas de suas 
moléculas serão convertidas em alolactose 
O repressor lac 
• é uma proteína que reprime (inibe) a transcrição 
do operon lac. 
• através da ligação com o operador, o qual 
se sobrepõe parcialmente ao promotor. 
• quando ligado, o repressor lac impede que 
a RNA pol faça a transcrição do operon. 
 
• Quando a lactose não está disponível, o 
repressor lac se liga firmemente ao operador, 
evitando a transcrição pela RNA pol. 
 
Quando a lactose está presente, o 
repressor lac perde sua capacidade de se ligar ao 
DNA. 
• se desliga do operador, abrindo o caminho 
para a RNA pol fazer a transcrição do operon. 
O AMPc é um sinalizador 
produzido pela E. coli quando os 
níveis de glicose estão baixos 
• AMPc se liga a CAP, tornando-a capaz 
de se ligar ao DNA = auxilia a RNA pol 
a ligar-se ao promotor do operon lac. 
o operon lac só pode ser transcrito 
em altos níveis quando a glicose 
está ausente. 
a bactéria somente ative o 
operon lac e comece a utilizar a 
lactose depois que tenha utilizado 
toda a fonte de energia preferida 
(glicose). 
Sua expressão será alta, caso a 
bactéria esteja crescendo em 
meio rico em lactose e será 
baixa, caso exista um outro 
carboidrato como fonte de 
carbono. 
 
Na ausência de lactose, os genes 
do Operon lac estão reprimidos. 
Resumindo... 
Operon lac 
Pontos Principais: 
 O operon lac da E. coli contém genes envolvidos no metabolismo da lactose. Ele é 
expresso somente quando a lactose está presente e a glicose ausente. 
 Dois reguladores "ligam" e "desligam" o operon em resposta aos níveis de lactose e 
glicose: o repressor lac e a proteína ativadora de catabólito (CAP). 
 O repressor lac atua como um detector de lactose. Ele normalmente bloqueia a 
transcrição do operon, mas para de atuar como repressor quando a lactose está 
presente. O repressor lac detecta a lactose indiretamente, através do 
isômero alolactose. 
 A proteína ativadora de catabólito (CAP) atua como um detector de glicose. Ela ativa a 
transcrição do operon, mas somente quando os níveis de glicose estão baixos. A CAP 
detecta a glicose indiretamente, através da molécula "com fome de 
sinalizar" AMPc (AMP cíclico). 
 
Operon trp 
o operon trp é um operon repressível que codifica enzimas para a síntese do 
aminoácido triptofano. 
Operon trp 
O que é operon trp ? 
 Bactérias (Escherichia coli) precisam de aa para sobreviverem 
− produção de proteínas – um deles é o triptofano (trp) 
 
 Se o trp estiver disponível no meio, a E. coli vai usá-lo para formar proteínas. 
 
 No entanto, a E. coli também pode produzir seu próprio triptofano usando 
enzimas que são codificadas por cinco genes. 
 
 Esses cinco genes estão localizados próximos uns aos outros e são chamados 
de operon trp. 
 
Operon trp 
O que é operon trp ? 
 Se o trp estiver presente no meio, então as bactérias E. coli não precisam 
sintetizá-lo, portanto a transcrição dos genes do operon trp fica "inativa". 
− trp (+) = operon “desligado” ou “inativo” 
 
 Por outro lado, quando a disponibilidade de triptofano é baixa, o operon é 
"ativado", os genes são transcritos, as enzimas biossintéticas são produzidas, e 
mais triptofano é formado. 
− trp (-) = operon “ligado” ou “ativo” 
− sintetiza trp 
 
Estrutura do operon trp 
• O operon trp possui cinco genes que codificam as enzimas necessárias para a biossíntese do 
triptofano, juntamente com um promotor (sítio de ligação da RNA polimerase) e um operador (sítio 
de ligação de uma proteína repressora). Os genes do operon trp são transcritos em um único RNAm. 
ATIVANDO e DESATIVANDO o operon 
"Ativando" e "desativando" o operon 
• O que faz o operador? Esse segmento de DNA é reconhecido por uma proteína reguladora chamada 
de repressor trp. Quando o repressor se liga ao DNA do operador, ele impede que o operon seja 
transcrito ao se colocar fisicamente no caminho da RNA polimerase, a enzima da transcrição. 
 
Operon trp 
Resumo 
 O operon trp, encontrado nas bactérias E. coli é um grupo de genes que codifica 
as enzimas biossintéticas do aminoácido triptofano. 
 
 O operon trp se expressa (torna-se "ativo") quando os níveis de triptofano estão 
baixos e é reprimido (torna-se "inativo") quando os níveis estão altos. 
 
 O operon trp é regulado pelo repressor trp . Quando ligado ao triptofano, o 
repressor trp bloqueiaa expressão do operon. 
 
 
Regulação da Expressão Gênica em Procariotos 
Pontos Principais: 
 Genes bacterianos são frequentemente encontrados em operons. Os genes de um 
operon são transcritos em grupo e possuem um promotor único. 
 Cada operon contém sequências de DNA reguladoras, as quais atuam como sítios de 
ligação de proteínas reguladoras que promovem ou inibem a transcrição. 
 Proteínas reguladoras muitas vezes ligam-se a pequenas moléculas, as quais podem 
tornar a proteína ativa ou inativa, alterando sua capacidade de se ligar a DNA. 
 Alguns operons são induzíveis, que significa que podem ser ativados na presença de 
uma pequena molécula em particular. Outros são repressíveis, que significa que são 
ativos por padrão, mas podem ser desativados por uma pequena molécula. 
 
Atividade 
 
Atividade 
1. Por que o controle da expressão gênica pode ser exercido em vários níveis? 
Qual é o mais eficaz e por quê? 
 
2. Após tratar culturas de bactérias com doses de um agente mutagênico capaz 
de induzir uma única mutação pontual (que afeta apenas um nucleotídeo por 
célula), analisou-se a sequência de aminoácidos de uma determinada proteína 
em diversos mutantes gerados. Verificou-se que um desses mutantes produzia 
uma dada proteína que diferia da original pela ausência de 35 aminoácidos em 
uma das extremidades da cadeia peptídica. Explique como essa única mutação 
pontual pode fazer com que a síntese da proteína seja interrompida 
prematuramente. 
Atividade 
3. Um pesquisador, interessado em produzir uma proteína, utilizou ribossomos de 
células de rato, mRNA de células de macaco, tRNA de células de coelho e 
aminoácidos ativos de células de sapo. A proteína produzida teria uma 
sequência de aa idêntica à do: 
A. rato 
B. sapo 
C. coelho 
D. macaco 
E. macaco e rato 
Atividade 
4. Assinale a alternativa correta quanto à ordem dos eventos listados abaixo: 
I. início da transcrição 
II. adição da cauda de poli A 
III. “splicing” 
IV. transporte para o citoplasma 
V. adição do cap 5’ 
 
A. I, III, V, II e IV. 
B. V, I, III, II e IV. 
C. IV, II, V, II e I. 
D. I, V, II, III, e IV. 
E. III, II, I, V e IV. 
Atividade 
5. O primeiro organismo transgênico foi obtido por volta de 1981, quando genes de 
coelhos foram injetados em ovos de camundongos que se desenvolveram no útero de 
fêmeas dessa espécie. Os camundongos que nascidos desses ovos apresentaram 
hemoglobina de coelho em suas hemácias, porque: 
A. RNA mensageiro do coelho injetado no ovo passou a conduzir a síntese de proteínas 
nessa célula. 
B. DNA do coelho injetado no ovo se incorporou a um cromossomo e foi transmitido de 
célula a célula através de mitoses. 
C. DNA do coelho injetado no ovo foi transcrito para o RNA ribossômico que conduziu a 
síntese de proteínas nessa célula. 
D. RNA mensageiro do coelho injetado no ovo se incorporou a um cromossomo e foi 
transmitido de célula a célula através de mitoses. 
E. DNA do coelho injetado no ovo se incorporou a um cromossomo e passou a conduzir 
a síntese de proteínas nessa célula. 
Atividade 
6. Com a finalidade de bloquear certas funções celulares, um pesquisador utilizou 
alguns antibióticos em uma cultura de células de camundongo. Entre os 
antibióticos usados, a tetra-ciclina atua diretamente na síntese de proteína, a 
mitomicina inibe a ação das polimerases do DNA e a estreptomicina introduz 
erros na leitura dos códons do RNA mensageiro. 
 Esses antibióticos atuam, respectivamente, no: 
A. ribossomo, ribossomo, núcleo. 
B. ribossomo, núcleo, ribossomo. 
C. núcleo, ribossomo, ribossomo. 
D. ribossomo, núcleo, núcleo. 
E. núcleo, núcleo, ribossomo 
Atividade 
7. Um mutante perdeu um segmento de DNA contendo todas as cópias dos genes 
que codificam RNA transportador. A função celular drasticamente afetada por 
essa mutação será 
 a) a replicação do DNA. 
b) a síntese de RNA mensageiros. 
c) a síntese de proteínas. 
d) o transporte de proteínas. 
e) o transporte de RNA.