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Regulação da expressão gênica em procariotos - Parte 1

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Regulação da expressão gênica em procariotos - Parte 1

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É controlada de acordo com a disponibilidade de nutrientes;

Os genes de procariontes são encontrados em operons;

Os operons são um conjunto de genes controlados por um único promotor e que possuem regiões reguladoras utilizadas como sítios de ligação para proteínas reguladoras. Além disso, são transcritos em grupo;

Eles podem ser induzíveis ou repressíveis. Os induzíveis são aqueles que podem ser ativados por uma molécula-sinal chamado indutor. Já os repressíveis são ativos por padrão, mas podem ser desativados por uma molécula-sinal chamada corepressor;

A ativação ou desativação desses genes pode ser feita por mecanismos de controle negativo e mecanismos de controle positivo.

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Regulação da expressão gênica em procariotos - Parte 2

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Regulação da expressão gênica em procariotos - Parte 2

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Em um sistema induzível de controle negativo, o repressor, quando está ligado ao sítio de ligação da proteína reguladora, inibe a transcrição, porém, quando é acrescido de um indutor, ele se desliga do sítio, a RNA polimerase se liga e a transcrição ocorre;

Já em um sistema induzível de controle positivo, o ativador não pode se ligar ao local de ligação sem a presença de um indutor e a RNA polimerase não vai se ligar sem a presença do ativador. Porém, quando o ativador é é ativado, ele e a RNA polimerase se ligam ao sítio e a transcrição ocorre normalmente.

Um exemplo de sistema induzível de controle negativo é o metabolismo de lactose em Escherichia coli. O operon lac é só é ativado quando um repressor é desligado na presença da lactose, que impede a transcrição.

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Regulação da expressão gênica em procariotos - Parte 3

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Regulação da expressão gênica em procariotos - Parte 3

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Em mecanismos repressíveis de controle negativo, a transcrição ocorre sem a presença do repressor, mas quando este está presente, juntamente com um correpressor, a transcrição é inibida;

Já em um mecanismo repressível de controle positivo, a transcrição ocorre com a presença do ativador, porém, ao ser acrescido de um correpressor, o ativador é desativado e a transcrição não acontece;

Um exemplo de repressível de controle negativo é o operon trp (triptofano). Ele é ativo quando há baixa taxa de triptofano, mas é inativo quando a taxa está alta.

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Regulação da expressão gênica em eucariotos - Parte 1

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Regulação da expressão gênica em eucariotos - Parte 1

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Devido ao tamanho do genoma, a variedade de tipos celulares e a maior complexidade do organismo, os eucariotos desenvolveram mecanismos mais elaborados para regular o funcionamento dos genes;

Os genes podem ser constitutivos (essenciais, sua expressão é contínua) ou regulados (expressos em um determinado "tempo" do ciclo celular ou em um determinado espaço);

A regulação pode ser feita:

1. No início da transcrição: para que a RNA polimerase se ligue a região promotora, é necessário a presença de fatores de transcrição e de fatores de ligação específicos, que impulsionam ou desestimulam a transcrição, ligados ao enhancers. Se um ativador estiver ligado ao enhancer, o gene se dobra e é transcrito em maior quantidade; se um repressor estiver ligado, o gene será menos transcrito. Outro modo, é o remodelamento da cromatina, que, através de alterações químicas, pode deixar o DNA mais "solto" e facilitar a transcrição ou pode deixá-lo mais "preso" e a transcrição será dificultada.

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Regulação da expressão gênica em eucariotos - Parte 2

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Regulação da expressão gênica em eucariotos - Parte 2

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2. No momento pós-transcrição : é adicionada uma guanina (G) modificada a extremidade 5' e também é adicionada uma cauda poli-A na 3'. Além disso, a retirada dos íntrons (Splicing/Splicing alternativo);
3. Alternando a estabilidade do mRNA: adição de microRNAs não-codificantes, que causam degradação ou repressão da tradução;
4. No início da tradução: ausência ou má-ligação de fatores auxiliares às subunidades do ribossomo, impedindo sua união e consequentemente, impedindo a tradução. P. ex. a fosforilação da proteína fator-2 de iniciação eucariótica (eIF-2);
5. No momento pós-tradução: alteração nas proteínas (alterações nos aminoácidos ou clivagem proteolítica) que podem interferir no seu endereçamento ou na realização de sua função;

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1. REGULAÇÃO gênica em bactérias. Khan Academy, c2021. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/a/overview-gene-regulation-in-bacteria>. Acesso em: 04 nov. 2021.

2. O OPERON lac. Khan Academy, c2021. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/a/the-lac-operon>. Acesso em: 04 nov. 2021.

3. OPERON trp. Khan Academy, c2021. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/a/the-trp-operon>. Acesso em: 04 nov. 2021.

4. SNUSTAD, P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. 7. ed. 774 pp. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.

5. FATORES de transcrição. Khan Academy, c2021. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-eukaryotes/a/eukaryotic-transcription-factors>. Acesso em: 04 nov. 2021.

6. REGULAÇÃO pós-transcrição. Khan Academy, c2021. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-eukaryotes/a/regulation-after-transcription>. Acesso em: 04 nov. 2021.