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