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? www.biogeolearning.com 1
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 www.biogeolearning.com 2
Metabolismo da Lactose E. coli utiliza glicose para produzir ATP. Na ausência de glicose, incorpora lactose para a degradar em glicose + galactase. As enzimas responsáveis pela degradação da lactose só são produzidas depois haver adição de glicose. Vantagem: Permite à célula poupar recursos produzindo as enzimas apenas quando são necessárias Como? www.biogeolearning.com 3
Operão indutivo O caso da Lactose O gene regulador determina a síntese de um repressor activo. Na ausência de lactose É produzido um repressor activo. Liga-se ao operador e impede a acção da RNA polimerase www.biogeolearning.com 4
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. 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 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. www.biogeolearning.com 5
Operão repressivo O caso do Triptofano. O gene regulador determina a síntese de um repressor inactivo. Na ausência de triptofano É produzido um repressor inactivo. O operador está livre e a RNA polimerase faz a transcrição normalmente. www.biogeolearning.com 6
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 Presença de Triptofano É produzido um repressor inactivo. É produzido um repressor inactivo. O gene operador está livre. A RNA-polimerase pode ligar-se ao promotor. Dá-se a transcrição. O triptofano liga-se ao repressor, activando-o. O operador fica bloqueado e a RNA polimerase não se pode ligar. Ocorre a síntese de enzimas necessárias à produção de triptofano. Não se dá transcrição. Não há síntese das enzimas necessárias à produção de trp. www.biogeolearning.com 7
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. www.biogeolearning.com 8
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 Alguns factores não permitem a descondensação da cromatina e impedem a transcrição. 2. Sequências específicas de DNA que influenciam a velocidade de transcrição. Reforçadores, silenciadores, isoladores 3. Processamento e remoção dos intrões. Só ficam as sequências de RNA que interessam. www.biogeolearning.com 9
Processamento Controlo pós-transcrição 4. Passagem para o citoplasma Controlo feito pelas proteínas transportadoras da membrana nuclear. 5. Tradução Zonas que permitem (ou não) a ligação dos trnas 6. Modificação pós-tradução. Modificação e activação (ou inactivação )dos polipéptidos na passagem pelo Complexo de Golgi. www.biogeolearning.com 10
Controlo nos eucariontes Pode efectuar-se sobre: - O DNA - O RNA - As proteínas Influenciado por: - factores endógenos - factores do ambiente Controlo nos eucariontes www.biogeolearning.com 11
Mais material disponível em: www.biogeolearning.com www.biogeolearning.com 12