1 Património Genético Regulação do material genético

2

Dos genes às características dos indivíduos 3

Síntese Proteica 4

Regulação Génica Diferenciação celular – do ovo às células especializadas 5

6 Regulação Génica Em cada célula, apenas uma parte do seu genoma está a ser expresso, determinando as suas características. Esse conjunto de genes que se expressa varia consoante o tipo de célula, sendo esta a causa primeira da diferenciação celular. Este fenómeno é resultado da regulação da expressão dos genes.

Trabalhos de Jacob e Monod François Jacob e Jacques Monod (1961) desenvolveram trabalhos relativos à regulação génica em bactérias, nomeadamente o funcionamento dos genes envolvidos no metabolismo da lactose em Escherichia coli. Em 1965 receberam o prémio Nobel da Medicina. 7

Metabolismo da Lactose 8 A lactose é um dissacarídeo formado por glicose e galactose. Para que a E.coli possa utilizar a lactose como fonte de energia, é necessário que a bactéria sintetize três enzimas: a B-galactosidase, a galactose permease e a galactose transacetilase. Se no meio existir glicose, a bactéria utiliza este monossacarídeo como fonte de energia. Se a concentração de glicose no meio for muito reduzida ou mesmo nula, a E. coli pode utilizar a lactose como fonte alternativa de energia.

Metabolismo da Lactose 9

Operão lac 10 Jacob e Monod verificaram que os genes responsáveis pela síntese destas três enzimas encontravam-se numa secção contínua da molécula de DNA e eram controlados por um mecanismo comum. Além dos genes estruturais, responsáveis pela síntese das enzimas, existiam outros genes próximos e que eram responsáveis pelo controlo dos genes estruturais.  Ao conjunto dos dois genes chama-se operão. No caso da lactose, chama-se operão lac ou operão da lactose. Genes estruturais

Operão lac 11 O operão da lactose é formado por:  Três genes estruturais ( lac Z, lac Y e lac A ) – codificam as enzimas necessárias ao metabolismo da lactose;  O promotor que é a região onde a enzima RNA polimerase, responsável pela transcrição dos genes estruturais, se liga;  O operador que controla o acesso desta enzima aos genes estruturais.

Lactose PRESENTE 12

Lactose AUSENTE 13

Conclusão 14 A lactose funciona como um indutor, pois a sua presença permite activar o operão. Por este facto, o operão da lactose é, por vezes, designado operão indutível. Quando a concentração de lactose começa a baixar, devido à acção catalítica das enzimas, a lactose desliga-se do repressor, que, ao voltar a ficar activo, liga-se ao operador, bloqueando a transcrição do operão. Assim, garante-se uma poupança de recursos devido aos fenómenos de autorregulação descritos.

Operão do tipo Indutível 15

16 Operão trp O operão do triptofano ( operão trp) é formado por cinco genes estruturais que codificam as enzimas necessárias à síntese do aminoácido triptofano, associados a um promotor e a um operador.

17 Triptofano AUSENTE

Triptofano PRESENTE 18

Operão do tipo Repressível 19

Regulão 20 Existem casos em que um grupo de operões é controlado por um único tipo de regulador. Este grupo de operões toma a designação de regulão. Por exemplo, operões com intervenção no catabolismo de glícidos são controlados em simultâneo pelo mesmo gene regulador, tornando mais eficaz e rápida a conversão de glícidos em glicose.

21 Regulão