Genetic Regulation in Cellular Activity by Prof. Ana Rita Rainho

1. Regulação do material Genético Controlo da actividade celular Prof. 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. Os trabalhos de Jacob e Monod 1961 – Regulação génica em bactérias

5. Metabolismo da Lactose • E. coliutiliza 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. Operão indutivo O caso da Lactose O gene regulador determina a síntese de um repressor activo.

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 – OperãoLac 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 • 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.

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

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 – Operãotrp Ausência de Triptofano Presença de Triptofano • 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.

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. 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.

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