Regulação gênica

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GENÉTICA LUIZA LOPES CARVALHO 
Regulacao da expressao genica 
 A Regulação gênica é o processo pelo qual o DNA 
determina quais os genes, seu número e o momento em 
que irão se expressar (ativação) dentro da célula para 
produzir um produto funcional. 
 A especialização das células relaciona-se com a síntese de 
proteínas específicas (como a hemoglobina nos 
eritrócitos, os anticorpos nos linfócitos, os 
neurofilamentos nos neurônios e assim por diante). 
 Assim cada tipo celular expressa um gene específico que 
difere parcial ou totalmente dos expressados nos outros 
tipos celulares (na verdade, as diferenças não são 
determinadas por um único gene, mas por um conjunto 
de genes distintos). 
 Estímulos externos ou internos podem modificar a 
função de uma célula ou desencadear uma cascata de 
modificações durante a Diferenciação Celular. 
 
Em eucariotos: 
 As propriedades de cada tipo de célula eucariótica são 
amplamente determinadas pelas proteínas expressas 
dentro dela. 
 A expressão gênica envolve várias etapas e a regulação 
de genes pode acontecer em qualquer uma delas. Como 
em nível do mRNA (estrutura ou estabilidade) e após a 
tradução. Contudo, a maior parte da regulação ocorre no 
nível da transcrição. 
 Foi dividida em duas categorias: 
-Regulação gênica transcricional: 
*Sinais moleculares externos ou internos à célula levam 
à ligação de proteínas reguladoras a sítios específicos do 
DNA fora das regiões codificadoras de proteínas e a 
ligação dessas proteínas modula a velocidade da 
transcrição. 
*Essas proteínas podem auxiliar direta ou indiretamente 
a RNA polimerase na ligação ao seu sítio de início de 
transcrição- promotor- ou podem reprimir a transcrição 
ao evitar a ligação da RNA polimeraseFATORES DE 
TRANSCRIÇÃO. 
*A estrutura do DNA encontrada no DNA -Condensado 
em histonas- também funciona como forma de regular a 
transcrição. 
-Regulação gênica pós-transcricional 
*Modificação em proteínas SPLICING ALTERNATIVO. 
Em procariotos: 
 Em bactérias, genes relacionados são frequentemente 
encontrados agrupados no cromossomo, o qual podem 
ser transcritos, por um promotor como uma unidade. 
 Esse conjunto de genes sob o controle de um único 
promotor é conhecido como OPERON Permite que a 
célula expresse, com eficiência conjuntos de genes cujos 
produtos são requeridos simultaneamente. 
 Por exemplo, o OPERON LAC contém genes que 
codificam proteínas envolvidas na absorção e no 
metabolismo do açúcar lactose. 
 
-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) 
-Seria ineficiente produzir enzimas quando não há 
lactose disponível, ou se houvesse e no meio uma fonte 
de energia de mais fácil digestão, como glicose. 
 
 Já que a síntese de proteínas requer grandes quantidades 
de energia e recursos, as bactérias (e eucariotos) 
desenvolveram mecanismos elaborados para controlar a 
escolha de quais proteinas são feitas em diferentes 
momentos, sob diferentes condições ambientais. 
 Muitas vezes, essas moléculas atuam se ligando ao DNA 
próximo do gene e promovendo ou bloqueando a enzima 
da transcrição, RNA polimerase. 
 Também existe o OPERON DO TRIPTOFANO: 
-O triptofano é um aminoácido essencial nos eucariontes, 
porém as bactérias podem sintetizá-lo, mas isso só ocorre 
se ele não estiver disponível no meio. 
 
 
GENÉTICA LUIZA LOPES CARVALHO 
-Este operon possui 5 genes estruturais (Tryp A-E) 
relacionados as cinco etapas de produção do triptofano. 
-O repressor não tem afinidade espontânea pelo 
operador, estando livre a passagem da RNA polimerase. 
-Quando o triptofano está presente atua como co-
repressor, ligando-se ao repressor e este conjunto liga-se 
ao operador, interrompendo o funcionamento do 
operon.