Objetivos
- Comparar inflamação induzida por operons e repressible operons
- Descreva o porquê de regulamento de operons é importante
Cada célula nucleada em um organismo multicelular contém cópias do mesmo DNA. Da mesma forma, todas as células em duas culturas bacterianas puras inoculadas a partir da mesma Colónia inicial contêm o mesmo ADN, com excepção das alterações que surgem de mutações espontâneas., Se cada célula de um organismo multicelular tem o mesmo DNA, Então como é que as células em diferentes partes do corpo do organismo exibem características diferentes? Da mesma forma, como é que as mesmas células bacterianas dentro de duas culturas puras expostas a condições ambientais diferentes podem exibir fenótipos diferentes? Em ambos os casos, cada célula geneticamente idêntica não liga, ou expressa, o mesmo conjunto de genes. Apenas um subconjunto de proteínas numa célula num dado momento é expresso.,
DNA genômico contém ambos os genes estruturais, que codificam produtos que servem como estruturas celulares ou enzimas, e genes regulatórios, que codificam produtos que regulam a expressão do gene. A expressão de um gene é um processo altamente regulado. Enquanto a regulação da expressão genética em organismos multicelulares permite a diferenciação celular, em organismos unicelulares como procariontes, ela garante principalmente que os recursos de uma célula não são desperdiçados fazendo proteínas que a célula não precisa naquele momento.,a elucidação dos mecanismos de controlo da expressão genética é importante para a compreensão da saúde humana. As disfunções deste processo nos seres humanos levam ao desenvolvimento de câncer e outras doenças. Compreender a interacção entre a expressão genética de um agente patogénico e a do seu hospedeiro humano é importante para a compreensão de uma doença infecciosa em particular. A regulação genética envolve uma complexa teia de interações dentro de uma determinada célula entre sinais do ambiente da célula, sinalizando moléculas dentro da célula, e o DNA da célula., Estas interacções levam à expressão de alguns genes e à supressão de outros, dependendo das circunstâncias.
procariontes e eucariontes compartilham algumas semelhanças em seus mecanismos para regular a expressão de genes; no entanto, a expressão de genes em eucariontes é mais complicada devido à separação temporal e espacial entre os processos de transcrição e tradução., Assim, embora a maior parte da regulação da expressão do gene ocorra através do controle transcritional em procariontes, a regulação da expressão do gene em eucariontes ocorre no nível transcritional e pós-transcripcionalmente (após a transcrição primária ter sido feita).
Procariontes Regulação de Genes
Em bactérias e archaea, proteínas estruturais com funções relacionadas são geralmente codificados juntos dentro do genoma em um bloco chamado de um operon e são transcritas em conjunto sob o controle de um único promotor, resultando na formação de um polycistronic transcrição (Figura 1)., Desta forma, a regulação da transcrição de todos os genes estruturais que codificam as enzimas que catalisam os muitos passos em uma única via bioquímica pode ser controlada simultaneamente, porque ou todos serão necessários ao mesmo tempo, ou nenhum será necessário. Por exemplo, em E. coli, todos os genes estruturais que codificam as enzimas necessárias para utilizar a lactose como fonte de energia estão ao lado uns dos outros em lactose (ou lac) operon sob o controle de um único promotor, o promotor lac., Cientistas franceses François Jacob (1920-2013) e Jacques Monod, do Instituto Pasteur, foram os primeiros a mostrar a organização de genes bacterianos em operons, através de seus estudos sobre o operon lac de E. coli. Foi laureado com o Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1965. Embora os genes eucarióticos não estejam organizados em operões, os operões procarióticos são excelentes modelos para aprender sobre a regulação genética em geral. Existem alguns clusters de genes em eucariontes que funcionam de forma semelhante aos operons., Muitos dos princípios podem ser aplicados aos sistemas eucarióticos e contribuir para a nossa compreensão das alterações na expressão genética nos eucariotas que podem resultar em alterações patológicas como o cancro.
Figura 1. Em procariontes, genes estruturais de função relacionada são muitas vezes organizados em conjunto sobre o genoma e transcritos juntos sob o controle de um único promotor. A região reguladora da operação inclui tanto o promotor como o operador. Se um compressor se liga ao operador, então os genes estruturais não serão transcritos., Em alternativa, os activadores podem ligar-se à região reguladora, melhorando a transcrição.
cada operão inclui sequências de ADN que influenciam a sua própria transcrição; estas estão localizadas numa região chamada região reguladora. A região reguladora inclui o promotor e a região que o rodeia, à qual se podem ligar factores de transcrição, proteínas codificadas por genes reguladores. Os factores de transcrição influenciam a ligação da ARN polimerase ao promotor e permitem a sua progressão para transcrever genes estruturais., Um repressor é um fator de transcrição que suprime a transcrição de um gene em resposta a um estímulo externo ligação a uma sequência de DNA no prazo regulamentar, a região chamada o operador, que está localizado entre a RNA polimerase sítio de ligação do promotor e a transcrição do local de inicio da primeira estrutural do gene. A ligação do compressor bloqueia fisicamente a polimerase do ARN a transcrever genes estruturais., Inversamente, um activador é um factor de transcrição que aumenta a transcrição de um gene em resposta a um estímulo externo, facilitando a ligação da ARN polimerase ao promotor. Um indutor, um terceiro tipo de molécula regulatória, é uma pequena molécula que ou ativa ou reprime a transcrição interagindo com um compressor ou um ativador.
em procariontes, existem exemplos de operões cujos produtos genéticos são necessários de forma bastante consistente e cuja expressão, portanto, não é regulamentada., Tais operões são constitucionalmente expressos, o que significa que são transcritos e traduzidos continuamente para fornecer à célula níveis intermediários constantes dos produtos proteicos. Esses genes codificam enzimas envolvidas em funções de limpeza necessárias para a manutenção celular, incluindo replicação, reparação e expressão do ADN, bem como enzimas envolvidas no metabolismo do núcleo. Em contraste, existem outros operões procarióticos que são expressos apenas quando necessário e são regulados por repressores, ativadores e indutores.,
pense nisso
- Quais são as partes na sequência de ADN de um operando?que tipos de moléculas reguladoras existem?
Regulamento pela Repressão
Procariontes operons são normalmente controlados pela associação de repressors para operador de regiões, impedindo a transcrição dos genes estruturais. Esses operadores são classificados como operadores repressivos ou como operadores indutíveis. Operões repressivos, como o operão triptofano (trp), normalmente contêm genes que codificam enzimas necessárias para uma via biossintética., Enquanto o produto da Via, como o triptofano, continuar a ser exigido pela célula, continuará a ser expresso um operão repressivo. No entanto, quando o produto da via biossintética começa a acumular-se na célula, removendo a necessidade de a célula continuar a fazer mais, a expressão do operão é reprimida. Inversamente, operões indutíveis, como o operão lac de E. coli, muitas vezes contêm genes que codificam enzimas em uma via envolvida no metabolismo de um substrato específico como a lactose., Estas enzimas só são necessárias quando esse substrato está disponível, pelo que a expressão dos operões é tipicamente induzida apenas na presença do substrato.
O trp Operon: Um Repressible Operon
E. coli pode sintetizar triptofano usando enzimas que são codificados por cinco estruturais genes localizados próximos um do outro, o trp operon (Figura 2). Quando o triptofano ambiental é baixo, a operação é ligada. Isto significa que a transcrição é iniciada, os genes são expressos, e triptofano é sintetizado., No entanto, se o triptofano está presente no ambiente, o operão trp é desligado. A transcrição não ocorre e o triptofano não é sintetizado.
Quando o triptofano não está presente na célula, o compressor por si só não se liga ao operador; portanto, o operão é ativo e o triptofano é sintetizado. No entanto, quando o triptofano se acumula na célula, duas moléculas de triptofano se ligam à molécula do compressor trp, que muda de forma, permitindo-lhe ligar-se ao operador trp., Esta ligação da forma activa do compressor trp ao operador impede a ARN polimerase de transcrever os genes estruturais, parando a expressão do operão. Assim, o produto real da via biossintética controlada pelo operão regula a expressão do operão.
Figura 2. Os cinco genes estruturais necessários para sintetizar triptofano em E. coli estão localizados ao lado um do outro no operão trp. Quando o triptofano está ausente, a proteína do compressor não se liga ao operador, e os genes são transcritos., Quando o triptofano é abundante, o triptofano liga-se à proteína do compressor na sequência do operador. Isto bloqueia fisicamente a ARN polimerase de transcrever os genes de biossíntese triptofano.
assista a este vídeo para saber mais sobre o operon trp.o Lac operon é um exemplo de um operão indutível que também está sujeito a ativação na ausência de glicose (Figura 3)., O Lac operon codifica três genes estruturais necessários para adquirir e processar a lactose dissacarida a partir do ambiente, dividindo-a em simples açúcares glicose e galactose. Para que a laca possa ser expressa, a lactose deve estar presente. Isto faz sentido para a célula porque seria energeticamente desperdiçador criar as enzimas para processar a lactose se a lactose não estivesse disponível.na ausência de lactose, o compressor da lac Está ligado à região operadora do LAC operon, impedindo fisicamente a RNA polimerase de transcrever os genes estruturais., No entanto, quando a lactose está presente, a lactose no interior da célula é convertida em alolactose. Alolactose serve como uma molécula indutora, ligando-se ao compressor e mudando sua forma para que ele não seja mais capaz de se ligar ao DNA do operador. A remoção do compressor na presença de lactose permite que a ARN polimerase se mova através da região do operador e comece a transcrição dos genes estruturais da lac.
Figura 3. Os três genes estruturais que são necessários para degradar a lactose em E. coli estão localizados ao lado um do outro no Lac operon., Quando a lactose está ausente, a proteína do compressor liga-se ao operador, bloqueando fisicamente a ARN polimerase da transcrição dos genes estruturais da lac. Quando a lactose está disponível, uma molécula de lactose liga-se à proteína do compressor, impedindo o compressor de se ligar à sequência do operador, e os genes são transcritos.
the lac Operon: Activation by Catabolite Activator Protein
Figura 4. Quando cultivada na presença de dois substratos, A E. coli utiliza o substrato preferido (neste caso a glucose) até ao seu esgotamento., Em seguida, as enzimas necessárias para o metabolismo do segundo substrato são expressas e o crescimento recomeça, embora a uma taxa mais lenta.as bactérias geralmente têm a capacidade de usar uma variedade de substratos como fontes de carbono. No entanto, uma vez que a glucose é geralmente preferível a outros substratos, as bactérias têm mecanismos para garantir que os substratos alternativos só são utilizados quando a glucose está esgotada. Além disso, as bactérias têm mecanismos para garantir que os genes que codificam enzimas para o uso de substratos alternativos são expressos apenas quando o substrato alternativo está disponível., Na década de 1940, Jacques Monod foi o primeiro a demonstrar a preferência por certos substratos sobre outros através de seus estudos do crescimento de E. coli quando cultivado na presença de dois substratos diferentes simultaneamente. Tais estudos geraram curvas de crescimento diauxicas, como a mostrada na Figura 4. Embora o substrato preferido glicose seja usado primeiro, E. coli cresce rapidamente e as enzimas para o metabolismo da lactose estão ausentes. No entanto, uma vez esgotados os níveis de glicose, as taxas de crescimento diminuem, induzindo a expressão das enzimas necessárias para o metabolismo do segundo substrato, a lactose., Observe como a taxa de crescimento da lactose é mais lenta, como indicado pela menor inclinação da curva de crescimento.
A capacidade de mudar do uso da glucose para outro substrato como a lactose é uma consequência da actividade de uma enzima chamada enzima IIA (EIA). Quando os níveis de glucose diminuem, as células produzem menos ATP do catabolismo (ver catabolismo dos hidratos de carbono), e a EIA torna-se fosforilada., A EIA fosforilada activa a adenil ciclase, uma enzima que converte alguns dos ATP restantes em AMP cíclico (campo), um derivado cíclico da AMP e uma importante molécula de sinalização envolvida no metabolismo da glucose e da energia na E. coli. Como resultado, os níveis do acampamento começam a subir na célula (Figura 5).
Figura 5. Quando os níveis de ATP diminuem devido à depleção de glicose, alguns ATP remanescentes são convertidos para o campo por adenylyl cyclase. Assim, o aumento dos níveis de acampamento sinaliza o esgotamento da glicose.,
o Lac operon também desempenha um papel nesta mudança de usar glicose para usar lactose. Quando a glucose é escassa, o campo de acumulação causado pelo aumento da actividade da adenil ciclase liga-se à proteína activadora de catabolite (CAP), também conhecida como proteína receptora do campo (CRP). O complexo liga-se à região promotora do LAC operon (Figura 6). Nas regiões reguladoras destes operões, um local de ligação da tampa situa-se a montante do local de ligação da ARN polimerase no promotor., A ligação do complexo CAP-cAMP a este local aumenta a capacidade de ligação da ARN polimerase à região promotora para iniciar a transcrição dos genes estruturais. Assim, no caso do LAC operon, para que a transcrição ocorra, a lactose deve estar presente (removendo a proteína do compressor lac) e os níveis de glicose devem estar esgotados (permitindo a ligação de uma proteína activadora). Quando os níveis de glicose são elevados, há repressão catabolita de operões que codificam enzimas para o metabolismo de substratos alternativos., Devido aos baixos níveis de campo nestas condições, há uma quantidade insuficiente do complexo CAP-cAMP para ativar a transcrição destes operões. Ver Quadro 1 para um resumo da regulamentação da operação lac.
Figura 6. a) na presença de cAMP, o CAP liga-se aos promotores de operões, como o Lac operon, que codificam genes para enzimas para a utilização de substratos alternativos. b) para que o Lac operon seja expresso, deve haver activação por cap-camping, bem como remoção do compressor lac do operador.,
| Tabela 1.,ion of the lac Operon | ||||
|---|---|---|---|---|
| Glucose | CAP binds | Lactose | Repressor binds | Transcription |
| + | – | – | + | No |
| + | – | + | – | Some |
| – | + | – | + | No |
| – | + | + | – | Yes |
Watch an animated tutorial about the workings of lac operon here.,
pense sobre isso
- O que afeta a ligação do compressor de operon trp ao operador?como e quando o comportamento da proteína do compressor lac é alterado?para além de ser repressivo, como é que a operação lac é regulamentada?
Global de Respostas de Procariotas
Em procariotas, existem também vários níveis mais elevados de regulação de genes que têm a capacidade de controlar a transcrição de muitos relacionadas com operons, simultaneamente, em resposta a um ambiente de sinal., Um grupo de operões todos controlados simultaneamente é chamado de regulon.quando se detecta uma tensão iminente, os procariotas alteram a expressão de uma grande variedade de operões para responder em coordenação. Eles fazem isso através da produção de álmones, que são pequenos derivados nucleotídeos intracelulares. As alarmonas mudam quais os genes que são expressos e estimulam a expressão de genes específicos de resposta ao stress. O uso de alarmones para alterar a expressão genética em resposta ao estresse parece ser importante em bactérias patogénicas., Ao encontrar mecanismos de defesa do hospedeiro e outras condições duras durante a infecção, muitos operões que codificam genes de virulência são regulados em resposta à sinalização de alarmistas. O conhecimento destas respostas é fundamental para ser capaz de compreender plenamente o processo de infecção de muitos patógenos e para o desenvolvimento de terapias para contrariar este processo.,
factores σ alternativos
Uma vez que a subunidade σ de ARN bacteriano polimerase confere especificidade quanto aos promotores a transcrever, alterar o factor σ utilizado é outra forma de as bactérias alterarem rápida e globalmente o que os regulões são transcritos num dado momento. O factor σ reconhece sequências dentro de um promotor bacteriano, de modo que diferentes factores σ reconhecerão cada uma sequências Promotoras ligeiramente diferentes., Desta forma, quando a célula sente condições ambientais específicas, pode responder alterando o fator σ Que expressa, degradando o antigo e produzindo um novo para transcrever os operando codificando genes cujos produtos serão úteis sob a nova condição ambiental. Por exemplo, em esporulando bactérias dos gêneros Bacillus e Clostridium (que incluem muitos patógenos), um grupo de σ fatores controla a expressão de muitos genes necessários para a esporulação em resposta a esporulação estimulante de sinais.,
pense nisso
- Qual é o nome dado a uma coleção de óperas que podem ser reguladas como um grupo?que tipo de estímulo desencadearia a transcrição de um factor σ diferente?
Métodos Adicionais de Regulamento em Bactérias: Atenuação e Riboswitches
Embora a maioria expressão do gene é regulado ao nível da transcrição de iniciação em procariotas, existem também mecanismos para controlar a conclusão de transcrição, bem como a tradução simultânea., Desde a sua descoberta, estes mecanismos têm sido mostrados para controlar a conclusão da transcrição e tradução de muitos operões procarióticos. Como estes mecanismos ligam a regulação da transcrição e da tradução diretamente, eles são específicos dos procariontes, porque estes processos são fisicamente separados em eucariontes.
um desses sistemas regulatórios é a atenuação, através da qual as estruturas secundárias de laço-tronco formadas dentro da extremidade 5′ de um ARNm transcrito determinam se a transcrição para completar a síntese deste ARNm irá ocorrer e se este ARNm será usado para tradução., Para além do mecanismo de repressão transcritional já discutido, a atenuação também controla a expressão do operão trp na E. coli (Figura 7). A região reguladora de operon trp contém uma sequência líder chamada trpL entre o operador e o primeiro gene estrutural, que tem quatro trechos de RNA que podem base par uns com os outros em diferentes combinações. Quando um laço-tronco terminador se forma, transcrição termina, liberando ARN polimerase do ARNm., No entanto, quando um laço-tronco anti-terminador se forma, isso impede a formação do laço-tronco terminador, então a RNA polimerase pode transcrever os genes estruturais.
Figura 7. Clique para ver uma imagem maior. Quando o triptofano é abundante, a tradução do peptídeo líder curto codificado pelo trpL prossegue, o laço terminador entre as regiões 3 e 4 forma-se, e a transcrição termina., Quando os níveis de triptofano estão esgotados, a tradução do peptídeo líder curto pára na Região 1, permitindo que as regiões 2 e 3 formem um laço antiterminador, e a RNA polimerase pode transcrever os genes estruturais do operão trp.
um mecanismo relacionado de regulação concomitante da transcrição e tradução em procariontes é o uso de uma riboswitch, uma pequena região de RNA não codificante encontrada na extremidade de 5′ de algumas moléculas de mRNA procarióticas (Figura 8). Uma riboswitch pode ligar-se a uma pequena molécula intracelular para estabilizar certas estruturas secundárias da molécula de ARNm., A ligação da pequena molécula determina qual estrutura de laço-tronco forma, influenciando assim a conclusão da síntese de mRNA e síntese de proteínas.
Figura 8. Clique para obter uma imagem maior. Riboswitches encontrados dentro de moléculas de mRNA procarióticas podem se ligar a pequenas moléculas intracelulares, estabilizando certas estruturas de RNA, influenciando quer a conclusão da síntese da própria molécula de mRNA (esquerda) ou a proteína feita usando esse mRNA (direita).,
outros factores que afectam a expressão genética em procariontes e eucariontes
embora o foco na nossa discussão sobre o controlo transcritional tenha usado operões procarióticos como exemplos, o controlo transcritional eucariótico é semelhante em muitos aspectos. Tal como nos procariontes, a transcrição eucariótica pode ser controlada através da ligação de factores de transcrição, incluindo repressores e activadores., Curiosamente, a transcrição eucariótica pode ser influenciada pela ligação de proteínas a regiões de ADN, chamadas potenciadores, bastante longe do gene, através de um ciclo de ADN facilitado entre o potenciador e o promotor (Figura 9). Em geral, regular a transcrição é uma forma altamente eficaz de controlar a expressão genética em procariontes e eucariontes. No entanto, o controle da expressão genética em eucariontes em resposta a tensões ambientais e celulares pode ser realizado de formas adicionais sem a ligação de fatores de transcrição para as regiões regulatórias.,
Figura 9. Em eucariontes, um potenciador é uma sequência de DNA que promove a transcrição. Cada potenciador é composto por sequências de DNA curtas chamadas elementos de controle distal. Activadores ligados aos elementos de controlo distal interagem com proteínas mediadoras e factores de transcrição. Dois genes diferentes podem ter o mesmo promotor, mas diferentes elementos de controle distal, permitindo a expressão diferencial do gene.,
controlo do nível de ADN
em eucariotas, as moléculas de ADN ou histonas associadas podem ser quimicamente modificadas de modo a influenciar a transcrição; isto é chamado de regulação epigenética. A metilação de certos nucleótidos da citosina no ADN em resposta a factores ambientais tem demonstrado influenciar o uso de Tal ADN para a transcrição, com a metilação do ADN normalmente correlacionada com níveis reduzidos de expressão genética., Além disso, em resposta a fatores ambientais, as proteínas histonas para embalagem de DNA também podem ser quimicamente modificadas de várias formas, incluindo a acetilação e desacetilação, influenciando o estado de embalagem do DNA e, portanto, afetando a disponibilidade de DNA de ferida solta para transcrição. Estas modificações químicas podem, por vezes, ser mantidas através de múltiplas rodadas de divisão celular, fazendo pelo menos algumas destas alterações epigenéticas hereditárias.este vídeo descreve como a regulação epigenética controla a expressão do gene.,
pense nisso
- O que pára ou permite que a transcrição prossiga quando a atenuação está a funcionar?o que determina o estado de uma riboswitch?
- descrever a função de um potenciador.descreve dois mecanismos de regulação epigenética em eucariotas.
foco clínico: Travis, resolução
este exemplo conclui a história de Travis que começou nas funções do Material genético, transcrição de ARN, e como procariontes assexuais atingem a diversidade genética.,embora Travis tenha sobrevivido à sua luta com fascite necrosante, ele agora teria que passar por uma cirurgia de enxerto de pele, seguida por uma terapia física de longo prazo. Com base na quantidade de massa muscular que ele perdeu, é improvável que sua perna vai voltar à força total, mas seu fisioterapeuta está otimista de que ele vai recuperar algum uso de sua perna.os testes laboratoriais revelaram que o agente causador da infecção do Travis era uma estirpe de streptococcus do grupo a (strep do grupo a)., Como exigido por lei, o caso de Travis foi relatado para o departamento de saúde do estado e, em última análise, para o centro de controle e prevenção de doenças (CDC). No CDC, a estirpe de estreptococos do grupo a isolada do Travis foi analisada mais minuciosamente para resistência à meticilina.a resistência à meticilina é geneticamente codificada e está a tornar-se mais comum no grupo A através da transferência horizontal de genes. Na fascite necrotizante, o fluxo sanguíneo para a área infectada é tipicamente limitado devido à ação de várias toxinas bacterianas geneticamente codificadas., É por isso que normalmente há pouco a nenhum sangramento como resultado do teste de incisão. Infelizmente, estas toxinas bacterianas limitam a eficácia dos antibióticos intravenosos na remoção da infecção da pele e do tecido subjacente, o que significa que a resistência aos antibióticos por si só não explica a ineficácia do tratamento do Travis. No entanto, a terapia antibiótica intravenosa foi justificada para ajudar a minimizar o possível resultado da sepsis, que é um resultado comum da fascite necrosante., Através da análise genômica pelo CDC da estirpe isolada de Travis, vários dos genes importantes de virulência foram mostrados para ser codificado em profecias, indicando que a transdução é importante na transferência horizontal destes genes de uma célula bacteriana para outra.
conceitos-chave e resumo
- expressão do Gene é um processo firmemente regulamentado.a expressão genética em procariontes é amplamente regulada no ponto de transcrição. A expressão genética em eucariontes é adicionalmente regulamentada pós-transcripcionalmente.,genes estruturais procarióticos de função relacionada são frequentemente organizados em operões, todos controlados por transcrição de um único promotor. A região reguladora de um operando inclui o próprio promotor e a região em torno do promotor à qual os fatores de transcrição podem se ligar para influenciar a transcrição.embora alguns operões sejam constitucionalmente expressos, a maioria está sujeita a regulação através do uso de fatores de transcrição (repressores e ativadores)., Um compressor liga-se a um operador, uma sequência de ADN dentro da região reguladora entre o local de ligação da ARN polimerase no promotor e o primeiro gene estrutural, bloqueando assim fisicamente a transcrição destes operões. Um activador liga-se dentro da região reguladora de um operão, ajudando a ARN polimerase a ligar-se ao promotor, aumentando assim a transcrição deste operão. Um indutor influencia a transcrição através da interação com um compressor ou ativador.o operão trp é um exemplo clássico de um operão repressivo., Quando o triptofano se acumula, o triptofano liga-se a um compressor, que então se liga ao operador, impedindo a transcrição.o Lac operon é um exemplo clássico de um operon indutível. Quando a lactose está presente na célula, é convertida em alolactose. A alolactose actua como indutor, ligando-se ao compressor e impedindo o compressor de se ligar ao operador. Isto permite a transcrição dos genes estruturais.o Lac operon também está sujeito a ativação., Quando os níveis de glucose estão esgotados, algum ATP celular é convertido em campo, que se liga à proteína activadora de catabolite (CAP). O complexo cAMP-CAP ativa a transcrição do LAC operon. Quando os níveis de glicose são elevados, a sua presença impede a transcrição do LAC operon e outros operons por repressão catabolita.pequenas moléculas intracelulares chamadas alarmonas são feitas em resposta a vários estresses ambientais, permitindo que as bactérias controlem a transcrição de um grupo de operões, chamado de regulon.,as bactérias têm a capacidade de mudar qual o factor σ de ARN polimerase que utilizam em resposta a condições ambientais para alterar rápida e globalmente os regulamentos que são transcritos.
- procariontes têm mecanismos regulatórios, incluindo a atenuação e o uso de riboswitches, para controlar simultaneamente a conclusão da transcrição e tradução dessa transcrição. Estes mecanismos funcionam através da formação de laços de caule no extremo 5′ de uma molécula de ARNm actualmente a ser sintetizada.,existem pontos adicionais de regulação da expressão genética em procariontes e eucariontes. Em eucariontes, regulação epigenética por modificação química do DNA ou histonas, e regulação do processamento de RNA são dois métodos.
escolha múltipla
um operão de genes que codificam enzimas numa via biossintética é provável que seja qual dos seguintes?
- de inflamação induzida por
- repressible
- constitutivo
- monocistronic
um operando codificando genes que são transcritos e traduzidos continuamente para fornecer à célula níveis intermediários constantes dos produtos proteicos é dito ser qual dos seguintes?
- repressible
- de inflamação induzida por
- constitutivo
- activado
Qual das seguintes condições leva à expressão máxima do LAC operon?
- a lactose presente, glicose ausente
- a lactose presente, a glicose presente
- lactose ausente, glicose ausente
- lactose ausente, a glicose presente
Qual dos seguintes é um tipo de regulação da expressão genética única aos eucariotas?,
- atenuação
- uso alternativo do fator σ
- química modificação de histonas
- alarmones
preencha o espaço em branco
a sequência de ADN, à qual os repressores podem ligar-se, que se encontra entre o promotor e o primeiro gene estrutural é chamado de_________.,
a prevenção da expressão de substrato de codificação de operões utiliza vias para substratos diferentes da glucose quando a glucose está presente é chamada________.
pense sobre isso
- Quais são as duas maneiras pelas quais as bactérias podem influenciar a transcrição de vários operões diferentes simultaneamente em resposta a uma condição ambiental particular?
- A figura seguinte é a partir do trabalho original da Monod sobre o crescimento diauxico mostrando o crescimento de E. coli na presença simultânea de xilose e glicose como as únicas fontes de carbono. Explique o que está acontecendo nos pontos A–D em relação à fonte de carbono que está sendo usada para o crescimento, e explique se o operão de uso de xilose está sendo expresso (e por quê)., Note – se que a expressão das enzimas necessárias para o uso da xilose é regulada de forma semelhante à expressão das enzimas necessárias para o uso da lactose.
