Regulao da Expresso Gnica I 1 Consideraes gerais

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Regulação da Expressão Gênica I 1 -Considerações gerais 2 -Princípios da regulação gênica 3

Regulação da Expressão Gênica I 1 -Considerações gerais 2 -Princípios da regulação gênica 3 -Regulação gênica em procariotos: Operon lac Edmar Vaz de Andrade home. ufam. edu. br/~edandrade

1 -Considerações gerais Controle dos Níveis de Proteínas Celulares 1 -Início da transcrição 2

1 -Considerações gerais Controle dos Níveis de Proteínas Celulares 1 -Início da transcrição 2 -Processamento póstranscricional 3 -Degradação do m. RNA 4 -Tradução 5 -Modificações póstraducionais 6 -Degradação das proteínas 7 -Endereçamento Gene DNA Transcrição Processamento pós-transcricional Nucleotídeos Degradação do m. RNA Tradução Proteína inativa Processamento pós-traducional Endereçamento e transporte Aminoácidos Degradação de proteínas Proteína ativa

1 -Considerações gerais Regulação ao Nível do Início da Transcrição • Biossínteses desnecessárias podem

1 -Considerações gerais Regulação ao Nível do Início da Transcrição • Biossínteses desnecessárias podem ser interrompidas antes que haja consumo de energia. • Coordenar a regulação de genes múltiplos, cujos produtos têm atividades relacionadas.

1 -Considerações gerais Padrão de Expressão Gênica • Expressão gênica constitutiva: sem regulação aparente

1 -Considerações gerais Padrão de Expressão Gênica • Expressão gênica constitutiva: sem regulação aparente • Expressão gênica regulada: expressão alterada em determinadas situações – Indução – Repressão

2 -Princípios da regulação gênica • A transcrição é mediada e regulada por interações

2 -Princípios da regulação gênica • A transcrição é mediada e regulada por interações de diferentes proteínas com o DNA • Componente central: RNA polimerase Regulação da Expressão Gênica: Modula a interação da RNA polimerase com a região promotora bem como a sua atividade catalítica.

2 -Princípios da regulação gênica Sítio de início da síntese de RNA (+1) Elemento

2 -Princípios da regulação gênica Sítio de início da síntese de RNA (+1) Elemento UP Região -35 Região -10 TTGACA TATAAT Representação esquemática de seqüência conservada em promotores de E. coli

2 -Princípios da regulação gênica Fatores que influenciam a taxa de transcrição: • Afinidade

2 -Princípios da regulação gênica Fatores que influenciam a taxa de transcrição: • Afinidade do promotor pela enzima • Proteínas reguladoras: – Repressores: se ligam ao DNA em regiões denominadas operadores – Ativadores: se ligam ao DNA em regiões adjacentes a um promotor (Ex. : elemento UP) • Sinais moleculares/Mediadores químicos (Ex. : c. AMP) – Modulam a atividade das proteínas reguladoras

3 -Regulação gênica em procariotos: Operon lac Galactosídeo permease Lactose Regulação coordenada de genes

3 -Regulação gênica em procariotos: Operon lac Galactosídeo permease Lactose Regulação coordenada de genes do Intracelular metabolismo da lactose na E. coli +1 5’ 3’ CAP P O Z Y A 3’ 5’ Região Genes Funcionais reguladora da transcrição (≈100 Z: Betapares de bases) galactosidase Y: Galactosídeo permease A: Transacetilase Lactose β-galactosidase Alolactose β-galactosidase Galactose Glicose

3 -Operon lac Proteína CAP inativa 5’ 3’ Repressor lac ativo RNAp XX CAP

3 -Operon lac Proteína CAP inativa 5’ 3’ Repressor lac ativo RNAp XX CAP P O Z Y A 3’ 5’ Repressor lac Transcrição basal de m. RNA esporádica Lactose indisponível Glicose disponível (baixo c. AMP) Regulação Negativa

3 -Operon lac Repressor lac ativo Lactose/alolactose Mediador Químico Repressor lac inativo Proteína CAP

3 -Operon lac Repressor lac ativo Lactose/alolactose Mediador Químico Repressor lac inativo Proteína CAP inativa X 5’ 3’ CAP X RNAp P O Z Y A 3’ 5’ Transcrição basal de m. RNA Lactose disponível Glicose disponível (baixo c. AMP) Repressão Catabólica

3 -Operon lac Repressor lac ativo Proteína CAP inativa c. AMP mediador químico Lactose/alolactose

3 -Operon lac Repressor lac ativo Proteína CAP inativa c. AMP mediador químico Lactose/alolactose Mediador Químico Repressor lac inativo Proteína CAP ativa X Regulação Positiva 5’ 3’ CAP RNAp P O Z Y A 3’ 5’ Alta transcrição de m. RNA Lactose disponível Glicose indisponível (alto c. AMP)

Para Discussão: 1. O que se entende por regulação da expressão gênica? 2. Discutir

Para Discussão: 1. O que se entende por regulação da expressão gênica? 2. Discutir o efeito da glicose e da lacatose na modulação da expressão dos genes do operon lac em Escherichia coli. Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências: 1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. (www. whfreeman. com/lodish) 2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.