Regulação da Expressão Gênica

Nilce M. Martinez RossiDepto de Genética

Objetivos da regulação da expressão gênica

controle da expressão gênica serve principalmente para permitir que as células se ajustem às mudanças nutricionais e a presença de inibidores no ambiente, de forma que o seu crescimento e divisão sejam otimizados.

Em procariotos

Objetivos da regulação da expressão gênica

Em organismos eucariotos• a expressão gênica controla um programa genético

fundamental para o desenvolvimento embrionário e a diferenciação celular.

• Permite respostas diferenciais ao estresse e a estímulos ambientais.

Regulação da Expressão Gênica

• Nos indivíduos superiores todas as célulastem a mesma composição gênica (comexceção das células germinativas).

• O que faz com as células se diferenciem etenham funções específicas nos diferentesórgãos e tecidos?

É a expressão diferencial dos genes

Expressão Gênica

• ENZIMAS CONSTITUTIVAS:– fazem parte da maquinaria básica da célula.

• ENZIMAS REGULÁVEIS: – Indutíveis– Repressíveis

Expressão Gênica

• ENZIMAS CONSTITUTIVAS:– fazem parte da maquinaria básica da célula.

• ENZIMAS REGULÁVEIS: – Indutíveis– Repressíveis

Como ocorre a regulação da expressão gênica??

Os exemplos mais concretos são em procariotos

Lactose como fonte de carbono

Operon Lactose

Estes genes foram identificados através de mutantes

Funcionamento do operon Lactose

Diplóide Parcial

Diplóide Parcial

Oc: mutante constitutivo

Como a célula atua quando está disponível

glicose + lactose?

Região Promotoras doOperon Lac

CAP: catabolite activator protein

Região promotorado operon Lac

Presença sóde glicose

Glicose +

Lactose

Presença só de lactose

Indução

RepressãoAdição de triptofano

Repressão gênicaCarbono + Nitrogênio + sais min. + Água ⇒ E. coli cresce

Se um aminoácido estiver disponível

Repressão coordenada das enzimas que

sintetizam este aa

Repressão gênicaCarbono + Nitrogênio + sais min. + Água ⇒ E. coli cresce

Se um aminoácido estiver disponível

Repressão coordenada das enzimas que

sintetizam este aa

i p o z y a

Repressor inativo

Produto Final (AA)

Repressorativo+ =

Em eucariotos...

Fatores de transcrição

Fator de Transcrição:Dedos de zinco

Fator de TranscriçãoHélice-alça-hélice

Proteínas hélice-volta-hélice usam uma hélice para ligar na fenda maior, enquanto a outra suporta a ligação por interação hidrofóbica.

Fator de TranscriçãoZíper de leucina

Proteínas zíper de leucina ligam-se ao DNA como dímeros. Proteínas zíper de leucina formam dímeros em virtude da colocação periódica de uma leucina a cada sete resíduos ao longo de uma α-hélice.

Fator de transcrição ativando o DNA

Papel do enhancer (ou acentuador)

Arranjos gênicos

Histonas

CONCLUSÕES• Contrôle transcricional (promotores, enhancer, fatores de transcrição)

• Controle Pós-transcrição: processamento diferencial do mRNA

• Arranjos gênicos: para a produção de proteinas abundantes (exemplo: histonas)

• Descontrole da expressão gênica: pode gerar doenças como o cancer. Exemplo: genes que controlam a divisão celular são inativados.

Bibliografia

Introdução a análise genética

Griffiths, Miller, Suzuki, Lewontin eGelbart

Identifique quais destes diplóides parciais produzem (+) ou nãoproduzem (-) β galactosidase em presença ou ausência de lactose.

Com Lactose Sem Lactose

i- P+ O+ Z+

________________________

i+ P+ O+ Z+

i- P+ O+ Z+

_________________i+ P+ Oc Z+

i+ P+ Oc Z-_________________________

i+ P+ O+ Z+

i- P+ Oc Z+

_________________________

i+ P+ O+ Z-

_ i- P+ O+ Z+

__________________________

i+ P+ O+ Z-

Presença só de lactose

Procariotos Eucariotos