Regulação do material Genético

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