Bio molecular

quais são os tipos básicos de controle da expressão gênica em Procariotos e a principal diferença entre eles?

Sabrina P.
Sabrina
perguntou há 2 meses

Sabe a resposta?

Ganhe 10 pts por resposta de qualidade
3 respostas
0
votos
Nenhum usuário votou nessa resposta como útil.
Professor Jadson C.
Respondeu há 2 meses
Como a expressão gênica é regulada?

Existem muitas formas de regulação gênica, isto é, mecanismos para controlar quais genes serão expressos e em que níveis. No entanto, muito da regulação gênica acontece durante a transcrição.
As bactérias têm moléculas reguladoras específicas que controlam se um gene determinado será transcrito em RNAm. Muitas vezes, essas moléculas atuam se ligando ao DNA próximo do gene e promovendo ou bloqueando a enzima da transcrição, RNA polimerase. Vamos analisar mais de perto a maneira como os genes são regulados nas bactérias.
Em bactérias, muitas vezes os genes são encontrados em operons
Em bactérias, genes relacionados são frequentemente encontrados agrupados no cromossomo, do qual podem ser transcritos por um promotor (sítio de ligação da RNA polimerase) como uma unidade. Esse conjunto de genes sob o controle de um único promotor é conhecido como operon. Operons são comuns em bactérias, mas são raros em eucariontes como os seres humanos .
Nota: O operon não é composto somente dos três genes. Em vez disso, ele também inclui o promotor e outras sequências que regulam a expressão dos genes.
Em geral, um operon contém genes que atuam em um mesmo processo. Por exemplo, um operon bem-estudado, chamado operon lac contém genes que codificam proteínas envolvidas na absorção e no metabolismo de um açúcar em particular, a lactose. Os operons permitem que a célula expresse, com eficiência, conjuntos de genes cujos produtos são requeridos simultaneamente.

Anatomia de um operon

Os operons não são compostos somente por sequências de genes codificadoras. Em vez disso, eles também têm sequências de DNA reguladoras que controlam a transcrição do operon. Tipicamente, essas sequências são sítios de ligação para proteínas reguladoras, que controlam o quanto o operon é transcrito. O promotor, ou sítio de ligação da RNA polimerase, é um exemplo de uma sequência reguladora de DNA.
Diagrama ilustrando que o promotor é o sítio de ligação da RNA polimerase. O promotor é encontrado no DNA do operon, anteriormente aos genes. Quando a RNA polimerase se liga ao promotor, ela transcreve o operon e produz os RNAm.
A maioria do operons apresenta outras sequências de DNA reguladoras além do promotor. Essas sequências são sítios de ligação de proteínas reguladoras que "ativam" ou "desativam" a expressão do operon.
Algumas proteínas reguladoras são repressoras que se ligam a segmentos do DNA chamados operadores. Quando ligado a seu operador, o repressor reduz a transcrição (por exemplo, impedindo a RNA polimerase de avançar sobre o DNA).

Algumas proteínas reguladoras são ativadores. Quando um ativador se liga a seu sítio de ligação, ele aumenta a transcrição do operon (por exemplo, ajudando a RNA polimerase a se ligar ao promotor).
Diagrama ilustrando como um ativador funciona. A proteína ativadora se liga a uma determinada sequência de DNA, nesse caso, imediatamente anterior ao promotor onde se liga a RNA polimerase. Quando um ativador se liga, ele auxilia a RNA polimerase a se ligar ao promotor (torna a ligação ao promotor mais energeticamente favorável). Isso leva a RNA polimerase a se prender firmemente ao promotor e a transcrever os genes do operon muito mais frequentemente, resultando na produção de muitas moléculas de RNAm.
De onde vêm as proteínas reguladoras? Assim como qualquer outra proteína produzida no organismo, elas são codificadas em genes presentes no genoma bacteriano. Os genes que codificam proteínas reguladoras são, algumas vezes, chamados de genes reguladores.

Muitas proteínas reguladoras podem ser "ativadas" ou "inativadas" por pequenas moléculas específicas. A pequena molécula se liga a proteína, alterando sua conformação e sua capacidade de se ligar a DNA. Por exemplo, um ativador pode se tornar ativo (capaz de se ligar a DNA) somente quando está ligado a uma determinada molécula.
Diagrama ilustrando a maneira como a atividade de um ativador hipotético pode ser modulada por uma pequena molécula. Quando a pequena molécula está ausente, o ativador está "desligado" - apresenta uma conformação que o impede de se ligar ao DNA. Quando adiciona-se a pequena molécula, ela se liga ao ativador alterando-lhe a conformação. Essa alteração na conformação torna o ativador capaz de se ligar a sua sequência-alvo do DNA e ativa a transcrição.

Operons podem ser induzíveis ou repressíveis

Alguns operons estão geralmente inativados, mas podem ser ativados por uma pequena molécula. Essa molécula é chamada de indutor, e do operon é dito ser induzível.
Por exemplo, o operon lac é um operon induzível que codifica enzimas para o metabolismo do açúcar lactose. Ele é ativado somente na presença do açúcar lactose (e outros açúcares, preferidos, estão ausentes). O indutor nesse caso é a alolactose, uma forma modificada de lactose.
Outros operons estão geralmente ativados, mas podem ser inativados Esses exemplos ilustram um ponto importante: que a regulação gênica permite que bactérias respondam a mudanças no meio através da alteração da expressão gênica (assim modificando o conjunto de proteínas presentes na célula).
por uma pequena molécula. A molécula é chamada de co-repressor, e do operon é dito ser repressível.
Por exemplo, o operon trp é um operon repressível que codifica enzimas para a síntese do aminoácido triptofano. Esse operon é expresso por padrão, mas pode ser reprimido quando altos níveis de triptofanos estão presentes. O co-repressor nesse caso é o triptofano.

Alguns genes e operons são expressos o tempo todo

Muitos genes desempenham funções especializadas e são expressos somente sobre condições determinadas, como descrito acima. No entanto, também existem genes cujos produtos são constantemente requeridos pela célula para manter funções essenciais. Esses genes constitutivos são expressos constantemente sob condições normais de crescimento ("constitutivamente ativados"). Genes constitutivos possuem promotores e outras sequências de DNA reguladoras que asseguram a expressão constante.

Via Khan Academy

Link: https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/a/overview-gene-regulation-in-bacteria

Referências:

Berg, J. M., Tymoczko, J. L., and Stryer, L. (2002). Prokaryotic DNA-binding proteins bind specifically to regulatory sites in operons. In Biochemistry (5th ed., section 31.1). New York, NY: W. H. Freeman. Acessado em http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22512/.
Bergmann, D. C. (2011). Gene regulation: How to only make RNA (and protien) at the right time and place. In BIO41: 2011 Molecular biology lectures on DNA, RNA and biotechnology (pp. 9-13).
Eisenberg, E. and Levanon, E. Y. (2013). Human housekeeping genes, revisted. Trends in Genetics, 29(10), 569-574. http://dx.doi.org/10.1016/j.tig.2013.05.010.
Kovach, T. K. (2014, February 26). Jacob-Monod: The lac operon. In Gene control. Retrieved from https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/biomolecules/gene-control/v/jacob-monod-the-lac-operon.
OpenStax College, Biology. (2015, September 29). Prokaryotic gene regulation. In OpenStax CNX. Acessado em http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@9.87:drSgdNIj@5/Prokaryotic-Gene-Regulation.
Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Bacteria often respond to environmental change by regulating transcription. In Campbell biology (10th ed., pp. 361-365). San Francisco, CA: Pearson.
0
votos
Nenhum usuário votou nessa resposta como útil.
Professora Jaqueline C.
Respondeu há 1 mês
Princípios básicos da regulação gênica em procariotos são: 1. Esses organismos necessitam ter mecanismos rápidos e eficientes de adaptação a
mudanças no ambiente
2. Produtos gênicos que funcionam em conjunto, normalmente tem regulação da
expressão semelhante, ou estão organizados em operons
3. A transcrição da maioria dos genes esta em um estado “bloqueado”, pela ligação de
proteínas inibidoras.
4. A dissociação dessas depende de um indutor, normalmente uma molécula pequena, que
“sinaliza” a mudança ambienta
0
votos
Nenhum usuário votou nessa resposta como útil.
Professora Jaqueline C.
Respondeu há 1 mês



Professores particulares de Biologia

+ Ver todos
Encontre e contrate um professor particular para te ajudar nos estudos.
Ribeirão Preto / SP
Mestrado: Bioinformática (Universidade de São Paulo)
Bioquímica Residência Biológica Biologia para Acompanhamento Escolar Biologia para 9º Ano Reforço Escolar em Biologia Biologia para 3º Ano Curso de Biologia
Doutorando em Genética - Universidade de São Paulo (USP) / 2018 até o momento Graduação em Ciências Biológicas Bacharelado - Universidade Federal de Alagoas (UFAL) Monitor do Setor de Genética (2012 - 2014) Estagiário do Laboratório de DNA Forense (2012 - 2015) Graduação voltada para Biologia Mole ...
Oferece aulas online (sala profes)
Oferece aulas presenciais
R$ 40 / aula
Conversar Whatsapp do professor Jadson C. Whatsapp do professor Jadson C. WhatsApp
1ª aula demonstrativa
1 avaliação
Brasília / DF
Curso Técnico: Mapa Mental (Anestesiologista Dr Tadeu Feijão)
Imunologia Biologia para Fuvest Ciências Naturais Biologia no Fundamental Origem Da Vida Apoio em Biologia Biologia para Passar de Ano
A maior dificuldade dos alunos em tirar boas notas é por causa da falta de um ACOMPANHAMENTO INDIVIDUAL. Conte comigo para SUPERAR essa necessidade!
Oferece aulas online (sala profes)
Oferece aulas presenciais
R$ 80 / aula
Conversar Whatsapp do professor Lucas O. Whatsapp do professor Lucas O. WhatsApp
1ª aula demonstrativa
Responde em 1 min

Pergunte aos nossos professores

Você possui uma lista de exercícios ou Trabalho?

Se seu problema for dificuldade em uma lista de exercícios, revisão de teses e dissertações, correção de textos ou outros trabalhos, peça uma ajuda pelo Tarefas Profes.

Enviar Tarefa