Regulação do material genético
REGULAÇÃO
DO MATERIAL
GENÉTICO
Prof. Ana Rita Rainho
Controlo da actividade celular
Se todas as
células de um
organismo
possuem a
mesma
informação
genética,
qual o
mecanismo que
permite às
células
diferenciar-se?
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Regulação do material genético
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.
Os trabalhos de Jacob e Monod
1961 – Regulação génica em bactérias
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Regulação do material genético
Metabolismo da Lactose


E. coli utiliza glicose para produzir ATP.
Na ausência de glicose, incorpora lactose para a
degradar em glicose + galactase.

Vantagem: Permite à célula poupar
recursos produzindo as enzimas
apenas quando são necessárias
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
As enzimas
responsáveis pela
degradação da
lactose só são
produzidas depois
haver adição de
glicose.
Como?
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Regulação do material genético
Operão indutivo
O caso da Lactose
O gene regulador determina a síntese de um
repressor activo.
Na ausência de lactose


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É produzido um repressor activo.
Liga-se ao operador e impede a acção da RNA
polimerase
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Regulação do material genético
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.
Resumindo – Operão Lac
Ausência de Lactose
Presença de Lactose

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
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

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.
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Regulação do material genético
Operão repressivo
O caso do Triptofano.
O gene regulador determina a síntese de um
repressor inactivo.
Na ausência de triptofano


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É produzido um repressor inactivo.
O operador está livre e a RNA polimerase faz a
transcrição normalmente.
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Regulação do material genético
Na presença de triptofano


O triptofano liga-se ao repressor
O operador fica bloqueado e a transcrição é
interrompida.
Resumindo – Operão trp
Ausência de Triptofano





É produzido um repressor
inactivo.
Presença de Triptofano

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.
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

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.
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Regulação do material genético
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.
Regulação nos Eucariontes
Maior complexidade estrutural -> maior
complexidade na regulação metabólica.
•Genes não associados a operões.
•Controlo feito a diversos níveis e a longo prazo.
•
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Regulação do material genético
Locais de
possível controlo
Uma maior complexidade
estrutural exige maior
complexidade metabólica.
Existem muitos mecanismos
passíveis de regular a
produção de proteínas ao
longo de todo o processo.
Controlo pré-transcrição

1. Desenrolamento da cromatina


2. Sequências específicas de DNA
que influenciam a velocidade de
transcrição.


Alguns factores não permitem a descondensação da cromatina e
impedem a transcrição.
Reforçadores, silenciadores, isoladores
3. Processamento e remoção dos
intrões.

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Só ficam as sequências de RNA que
“interessam”.
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Regulação do material genético
Processamento
Controlo pós-transcrição

4. Passagem para o citoplasma


5. Tradução


Controlo feito pelas proteínas transportadoras da membrana nuclear.
Zonas que permitem (ou não) a
ligação dos tRNAs
6. Modificação pós-tradução.

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Modificação e activação (ou
inactivação )dos polipéptidos na
passagem pelo Complexo de Golgi.
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Regulação do material genético
Controlo nos eucariontes
Pode efectuar-se sobre:
- O DNA
- O RNA
- As proteínas
Influenciado por:
- factores endógenos
- factores do ambiente
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