REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICAEM PROCARIOTOS
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Porque Regular?????
E. coli tem cerca de 4.200 genes, porém em um dado momento a bactéria não necessita mais do que 1.000 proteínas.
Imaginem o custo se todas essas proteína fossem produzidas ao mesmo tempo!
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Quem, Quando e Quanto...
Isso é regulação Gênica
A síntese de proteínas requer grandesquantidades de energia. Os procariotos desenvolverammecanismos elaborados para controlar a escolha dequais proteínas são feitas em diferentes momentos, sobdiferentes condições ambientais.
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Genes constitutivos
Genes que são constantemente
expressos
Genes induzíveis
Genes cuja expressão varia de
acordo com as condições da célula
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Promotor Região Codificadora TerminadorDNA
RNA
PROTEÍNA
Ribossomo
Estrutura de um GeneA estrutura de um gene de procarioto
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Organização na forma de operon
TerminadorPromotor/operador Regiões Codificadoras
OPERON
E. coliRNA MENSAGEIROPOLICISTRÔNICO
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• 70 - Fator sigma vegetativo
• 32 - Choque térmico
• 54 - Metabolismo de nitrogênio
Especificidade de ligação da RNA polimerase nos diferentes promotores é dada pela interação com
diferentes fatores sigma
Regulação por Fatores Sigma
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Controle por ativadores e repressores
•Indução•Repressão
CONTROLEPOSITIVO
Ativador ligado facilita a transcrição
•Indução•Repressão
CONTROLE NEGATIVO
Repressor ligado inibe a transcrição
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Indução
REGULAÇÃO POSITIVAAtivador ligado facilita a transcrição
ATIVADOR INATIVADO
INDUTOR
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Repressão
REGULAÇÃO POSITIVAAtivador ligado facilita a transcrição
ATIVADOR INATIVADO
Co-repressor
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Indução
REGULAÇÃO NEGATIVARepressor ligado inibe a transcrição
REPRESSOR INATIVO
indutor
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Repressão
REGULAÇÃO NEGATIVARepressor ligado inibe a transcrição
REPRESSOR INATIVO
Co-repressor
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Operon lac
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Regulação do operon lac
CONTROLE NEGATIVO
REPRESSOR
CONTROLE POSITIVO
COMPLEXO CAP:cAMP
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Estrutura do Operon lac
Operon Lac: ~6.000 pb
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-Galactosidase
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Ausência de lactose
Presença de lactose
Cont
role
nega
tivo
do O
pero
nla
c
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Controle positivo do operon lac
Glicose
AMPc
CAP Proteína ativadora de catabólito
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Situações
1. Presença de glicose e ausência de lactose
2. Ausência de glicose e presença de lactose
3. Presença de glicose e lactose
4. Ausência de glicose e lactose
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Operon trp
Regulação Gênica em E. coli
Operon trp
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trpR P\O trpE trpD trpC trpB trpA ter
Repressor Triptofano+
Regulação do Operon trp
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Regulação por repressão
Regulação por atenuação
Regulação do Operon trp
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Regulação do Operon do Triptofano
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Regulação por atenuação
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Regulação da Expressão Gênica
Procariotos:
Resposta direta a variações nas condições nutricionais (genes ativadose reprimidos)
Transcrição pode ser acoplada com a tradução (simultânea)
Eucariotos multicelulares:
Limitação na resposta direta às variações nas condições nutricionais(células estão organizadas em tecidos e órgãos)
Transcrição ocorre em compartimento distinto da tradução eliminandoa possibilidade de acoplamento
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Nucleossomo – unidade estrutural básica da cromatina
• 150 a 250 pb associados a umoctâmero de histonas (11 a 20 kDa,caráter básico acentuado, ou seja aacarregados +)
• Histonas Centrais:
2 X (H2A, H2B, H3 e H4)
* Alta conservação
* Genes
• Histona de ligação
H1
A cromatina no início da transcrição
Ativadores
DNA de ligação ou superfície do nucleossomo
Remoção H1
Deslocamento ou dissociação do nucleossomo
Mecanismos para ativação da cromatina
Acetilação de Histonas
Desacetilação de histonas