O documento descreve os mecanismos de regulação gênica em bactérias e eucariotas. Nos estudos de Jacob e Monod, descobriu-se que em bactérias a regulação ocorre por operões, onde genes são transcritos em conjunto e regulados por repressores. Em eucariotas, a regulação é mais complexa e ocorre em diversos níveis, incluindo pré e pós-transcrição e tradução. A regulação permite que as células produzam proteínas de acordo com suas necessidades metabólic

1. REGULAÇÃO
DO MATERIAL
GENÉTICO
Controlo da actividade celularProf. Ana Rita Rainho

2. Se todas as
células de um
organismo
possuem a
mesma
informação
genética,
qual o
mecanismo
que permite
às células
diferenciar-
se?

3. Recordando a síntese
proteica…
Para se
formar uma
proteína é
necessário
que o DNA
seja
transcrito
para mRNA.
Só depois
no
citoplasma é
“lido” pelos
ribossomas
e traduzido
numa
proteína.

4. 1961 – Regulação génica em bactérias
Os trabalhos de Jacob e
Monod

5. Metabolismo da Lactose
 E. coli utiliza glicose para produzir ATP.
 Na ausência de glicose, incorpora lactose
para a degradar em glicose + galactase.

6.  As enzimas
responsáveis pela
degradação da
lactose só são
produzidas depois
haver adição de
glicose.
 Como?
Vantagem: Permite à célula
poupar recursos produzindo as
enzimas apenas quando são
necessárias

7. O caso da Lactose
O gene regulador determina a síntese de
um repressor activo.
Operão indutivo

8. Na ausência de lactose
 É produzido um repressor activo.
 Liga-se ao operador e impede a acção da
RNA polimerase

9. Na presença de lactose
 A lactose liga-se ao repressor e inactiva-o.
 O operador fica livre e a RNA polimerase
inicia a transcrição, iniciando-se a síntese
proteica.

10. Resumindo – Operão Lac
 É produzido um repressor
activo.
 O repressor liga-se ao
operador.
 A RNA-polimerase não se
liga ao promotor.
 Os genes estruturais não são
transcritos.
 Não ocorre a síntese das
enzimas necessárias à
degradação da lactose
 É produzido um repressor
activo.
 A lactose liga-se ao
repressor, desactivando-o.
 O operador fica
desbloqueado e a RNA
polimerase liga-se ao
promotor.
 Há transcrição dos genes
estruturais.
 Ocorre a síntese das enzimas
necessárias à degradação da
lactose.
Ausência de Lactose Presença de Lactose

11. O caso do Triptofano.
O gene regulador determina a síntese de
um repressor inactivo.
Operão repressivo

12. Na ausência de triptofano
 É produzido um repressor inactivo.
 O operador está livre e a RNA polimerase faz
a transcrição normalmente.

13. Na presença de triptofano
 O triptofano liga-se ao repressor
 O operador fica bloqueado e a transcrição é
interrompida.

14. Resumindo – Operão trp
 É produzido um repressor
inactivo.
 O gene operador está livre.
 A RNA-polimerase pode ligar-
se ao promotor.
 Dá-se a transcrição.
 Ocorre a síntese de enzimas
necessárias à produção de
triptofano.
 É produzido um repressor
inactivo.
 O triptofano liga-se ao
repressor, activando-o.
 O operador fica bloqueado e
a RNA polimerase não se
pode ligar.
 Não se dá transcrição.
 Não há síntese das enzimas
necessárias à produção de
trp.
Ausência de Triptofano Presença de Triptofano

15. Regulão
Quando
um
conjunto
de operões
é
controlado
por um
único tipo
de
regulador.
 Permite uma resposta mais rápida
e eficaz.
 No caso dos glícidos, por exemplo, a célula
consegue obter energia mais rapidamente.

16. •Maior complexidade estrutural -> maior
complexidade na regulação metabólica.
•Genes não associados a operões.
•Controlo feito a diversos níveis e a longo
prazo.
Regulação nos Eucariontes

17. Locais de possível
controlo

18. Controlo pré-transcrição
 Desenrolamento da cromatina
 Alguns factores não permitem a descondensação
da cromatina e impedem a transcrição.
 Sequências específicas de DNA que
influenciam a velocidade de transcrição.
 Reforçadores, silenciadores, isoladores
 Processamento e remoção dos intrões.
 Só ficam as sequências de RNA que
“interessam”.

19. Processamento

20. Controlo pós-transcrição
 Passagem para o citoplasma
 Controlo feito pelas proteínas transportadoras da
membrana nuclear.
 Tradução
 Zonas que permitem (ou não) a ligação dos
tRNAs
 Modificação pós-tradução.
 Modificação e activação (ou inactivação )dos
polipéptidos na passagem pelo Complexo de
Golgi.

21. Controlo nos eucariontes
Pode efectuar-se sobre:
- O DNA
- O RNA
- As proteínas
Influenciado por:
- factores endógenos
- factores do ambiente

22. Mais material disponível em:
www.biogeolearning.com