Regulação do material genético

Transcrição

1 Regulação do material genético

2 DNA sofisticado software (armazena e dispõe toda a informação necessária para formar um novo organismo vivo) DNA livro Letras: A, T, C, G Palavras: Genes (com diferentes combinações de bases e/ou diferente nº de bases)

3 Gene: unidade fundamental física e funcional da hereditariedade, que leva informação de uma geração à seguinte, sendo composto por um segmento de DNA. Deriva do grego gen que significa origem. Princípio fundamental: - capacidade que as células têm em usar a informação contida no DNA para produzir proteínas específicas que terão um papel preponderante na função, estrutura e funcionamento da própria célula.

4 Todas as células de um mesmo organismo multicelular possuem a mesma informação genética, pois resultaram da multiplicação da mesma célula inicial o ovo ou zigoto. No entanto, é possível encontrar nesse mesmo organismo uma enorme variedade de células no que respeita à sua forma e função, tipo de proteínas sintetizadas, etc... A razão pela qual as células se tornam diferentes umas das outras reside no facto de sofrerem um processo de diferenciação, o qual resulta da regulação da expressão dos seus genes. Em cada célula apenas uma parte do seu genoma 1 está a ser expresso, determinando, assim as características da célula. 1 conjunto dos genes que existe num indivíduo (constitui a totalidade da informação genética presente num ser vivo.

5 Diferenciação celular

6 Importância da regulação génica Nos organismos mais simples, como os procariontes, a regulação génica condiciona a eficiência energética e o consumo de recursos disponíveis, permitindo que estes organismos ajustem o seu metabolismo às modificações que ocorrem no meio, algo fundamental para a sua sobrevivência.

7 François Jacob e Jacques Monod François Jacob e Jacques Monod deram um grande contributo para esclarecer a expressividade selectiva dos genes ao trabalhar com a Escherichia coli.

8 Operão lac Jacob e Monod verificaram que os genes responsáveis pela síntese das três enzimas que degradam a lactose genes estruturais se encontravam numa secção contínua da molécula de DNA e eram controlados por outros genes próximos. Ao conjunto dos genes estruturais com funções relacionadas e dos genes que os controlam chama-se operão. Exercício pág. 98

9 Genes estruturais: codificam a produção das três enzimas necessárias ao metabolismo da lactose, sendo transcritos como uma unidade. Gene operador: gene onde se pode ligar o repressor, impedindo a transcrição dos três genes estruturais. Gene promotor: local onde se liga a RNA-polimerase para iniciar a transcrição dos genes estruturais, desde que o gene operador esteja livre do repressor. Gene regulador: regula a expressividade dos genes do operão lac. Este gene situa-se fora do operão e é o responsável pela produção de um repressor que pode ou não estar activo.

10 Conclusão: Lactose Indutor: A sua presença permite activar (induzir) os genes estruturais. Mecanismo de regulação da lactose indutivo Ver quadro pág. 99

11 Operão trp O triptofano é um a.a. que pode ser produzido pela E. coli através de uma cadeia de síntese que mobiliza 5 enzimas. O operão do triptofano (operão trp) é formado por cinco genes estruturais que codificam as enzimas necessárias à síntese do aminoácido triptofano, associados a um promotor e a um operador. Ver fig. 36 pág. 100

12 Conclusão: Triptofano Co-repressor: A sua presença permite inibir (reprimir) os genes estruturais para que deste modo não se produzam as enzimas necessárias à sua síntese. Mecanismo de regulação do triptofano repressivo Ver quadro pág. 100

13 Regulão Nos casos dos operões lac e trp cada um é controlado por um regulador diferente. Existem casos em que um grupo de operões é controlado por um único tipo de regulador regulão. Por exemplo, operões com intervenção no catabolismo de glícidos são controlados em simultâneo pelo mesmo gene regulador, tornando mais eficaz e rápida a conversão de glícidos em glicose.

14 Controlo da expressão genética informações com origem no interior das células Agentes endógenos informações com origem no ambiente ou noutras células Agentes exógenos Nas células procarióticas (como é o caso da bactéria Escherichia coli), a activação ou repressão dos operões resulta muitas vezes de alterações ambientais, tais como variações bruscas de temperatura, alterações na quantidade de água, de oxigénio e de outras substâncias presentes no meio como por exemplo a lactose ou o triptofano. Assim, a expressão de alguns genes irá depender da presença ou ausência de algumas substâncias provenientes do meio externo.