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Regulação da Expressão Gênica em Procariotos
Edmar Vaz de Andrade
home.ufam.edu.br/~edandrade
1-Operon lac2-Regulação Negativa do Operon lac3-Regulação Positiva do Operon lac4-Operon lac: Visão Geral5-Regulação do plac in vitro
1-Operon lac2-Regulação Negativa do Operon lac3-Regulação Positiva do Operon lac4-Operon lac: Visão Geral5-Regulação do plac in vitro
1-Operon lac
Regulação coordenada de genes do
metabolismo da lactose na E. coli
Galactosídeo permease
Lactose
Lactoseβ-galactosidase
β-galactosidase
Alolactose
Galactose Glicose
Intracelular
Genes Funcionais
Z: Beta-galactosidase
Y: Galactosídeo permease
A: Transacetilase
Z Y A P O CAP5’
5’3’3’
Região reguladora da transcrição (≈100 pares de bases)
+1
Relação entre a seqüência nucleotídica do operador lac e o promotor lac
Palíndromo
Operador O1
1-Operon lac
Regulação Negativa do Operon lac
O1: reduz a taxa de transcrição em 100x
O1 + O2/O3: reduz a taxa de transcrição em 1000x
1-Operon lac
+ 410- 90
Ligação da proteína repressora ao operador principal e a um dos operadores secundários
(pseudo-operadores)
Repressor lac: Proteína tetramérica
1-Operon lac
Interação entre o repressor lac e o DNA (região operadora)
Repressor lac: Proteína tetramérica
Operador (DNA)
1-Operon lac
2-Regulação Negativa do Operon lac
OperadorRepressor ligado ao
operadorinibe a transcrição
Promotor
Mediador QuímicoInativa o repressor e ativa a transcrição
Regulação Negativa
Sítio de formação do
tetrâmero
Domínio de ligação ao DNA
Motivo hélice-volta-hélice
Proteína Lac i
Sítio de ligação ao modulador negativo
2-Regulação Negativa do Operon lac
2-Regulação Negativa do Operon lac
Interação entre o repressor lac e o DNA (região operadora)
Repressor lac inativo
Repressor lac ativo
Domínios de ligação ao DNA
Lactose indisponívelGlicose disponível (baixo cAMP)
Regulação Negativa
Proteína CAP inativa
Z Y A P O CAP5’
5’3’3’
RNAp
X XRepressor lac
Transcrição basal de mRNA esporádica
2-Regulação Negativa do Operon lac
Lactose disponível
Glicose disponível (baixo cAMP)
Z Y A P O CAP5’
5’3’3’
Repressor lac ativo
Proteína CAP inativa
Baixa transcrição de mRNA
X XRNAp
Lactose/alolactoseMediador Químico
Repressor lac inativo
2-Regulação Negativa do Operon lac Repressão Catabólica
3-Regulação Positiva do Operon lac
Relação entre a seqüência nucleotídica do promotor lac e o promotor com sequência nucleotídica consensual para
sigma 70
Operador
Ativador e Mediador Químico ligado ao enhancer
facilita a transcriçãoPromotor
Ausência do Mediador Químico
Dissocia o ativador e diminui a taxa de
transcrição
Regulação PositivaRNA polimeraseSeqüência
potencializadora (enhancer)
3-Regulação Positiva do Operon lac
Homodímero da proteína CAP (CRP)
3-Regulação Positiva do Operon lac
cAMP
Sítio de interação com a RNA polimerase
Lactose disponívelGlicose indisponível (alto cAMP)
Z Y A P O CAP5’
5’3’3’
Repressor lac ativo
Proteína CAP inativa
Lactose/alolactoseMediador Químico
X
Repressor lac inativo
Regulação Positiva
Proteína CAP ativa
RNApAlta transcrição de mRNA
cAMP mediador químico
3-Regulação Positiva do Operon lac
Efeitos combinados da glicose e da lactose na regulação do operon lac.
4-Operon lac: Visão Geral
Glicose
cAMP
cAMP
Proteína CAP
Sítio CAP Promotor/Operador
RNA polimerase
Repressor lac ligado
Lactose
Repressor lacmRNA
Glicose
cAMP
Lactose
Repressor lac mRNA
XTranscrição basal
Principais componentes estruturais de um vetor de expressão em E. coli
5-Regulação do plac in vitro
5-Regulação do plac in vitro
Cassete de expressão do vetor recombinante para análise do promotor plac in vitro
O Gene RepórterP
Célula hospedeira: Escherichia coli DH5αF'IqEsta linhagem expressa a proteína repressora do
operon lac (LacI).
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.
