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Regulação da Expressão Gênica em Procariotos Edmar Vaz de Andrade home.ufam.edu.br/~edandrade 1-Operon lac 2-Regulação Negativa do.

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1 Regulação da Expressão Gênica em Procariotos Edmar Vaz de Andrade home.ufam.edu.br/~edandrade edandrade@ufam.edu.br 1-Operon lac 2-Regulação Negativa do Operon lac 3-Regulação Positiva do Operon lac 4-Operon lac: Visão Geral 5-Regulação do plac in vitro 1-Operon lac 2-Regulação Negativa do Operon lac 3-Regulação Positiva do Operon lac 4-Operon lac: Visão Geral 5-Regulação do plac in vitro

2 1-Operon lac Regulação coordenada de genes do metabolismo da lactose na E. coli Galactosídeo permease Lactose β-galactosidase Alolactose GalactoseGlicose Intracelular Genes Funcionais Z: Beta-galactosidase Y: Galactosídeo permease A: Transacetilase ZYA POCAP 5 5 3 3 Região reguladora da transcrição (100 pares de bases) +1

3 Relação entre a seqüência nucleotídica do operador lac e o promotor lac Palíndromo Operador O1 1-Operon lac

4 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

5 Ligação da proteína repressora ao operador principal e a um dos operadores secundários (pseudo-operadores) Repressor lac: Proteína tetramérica 1-Operon lac

6 Interação entre o repressor lac e o DNA (região operadora) Repressor lac: Proteína tetramérica Operador (DNA) 1-Operon lac

7 2-Regulação Negativa do Operon lac Operador Repressor ligado ao operador inibe a transcrição Promotor Mediador Químico Inativa o repressor e ativa a transcrição Regulação Negativa

8 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

9 Interação entre o repressor lac e o DNA (região operadora) Repressor lac inativo Repressor lac ativo Domínios de ligação ao DNA

10 Lactose indisponível Glicose disponível (baixo cAMP) Regulação Negativa Proteína CAP inativa ZYA POCAP 5 5 3 3 RNAp XX Repressor lac Transcrição basal de mRNA esporádica 2-Regulação Negativa do Operon lac

11 Lactose disponível Glicose disponível (baixo cAMP) ZYA POCAP 5 5 3 3 Repressor lac ativo Proteína CAP inativa Baixa transcrição de mRNA X X RNAp Lactose/alolactose Mediador Químico Repressor lac inativo 2-Regulação Negativa do Operon lac Repressão Catabólica

12 3-Regulação Positiva do Operon lac Relação entre a seqüência nucleotídica do promotor lac e o promotor com sequência nucleotídica consensual para sigma 70

13 Operador Ativador e Mediador Químico ligado ao enhancer facilita a transcrição Promotor Ausência do Mediador Químico Dissocia o ativador e diminui a taxa de transcrição Regulação Positiva RNA polimerase Seqüência potencializadora (enhancer) 3-Regulação Positiva do Operon lac

14 Homodímero da proteína CAP (CRP) 3-Regulação Positiva do Operon lac cAMP Sítio de interação com a RNA polimerase

15 Lactose disponível Glicose indisponível (alto cAMP) ZYA POCAP 5 5 3 3 Repressor lac ativo Proteína CAP inativa Lactose/alolactose Mediador Químico X Repressor lac inativo Regulação Positiva Proteína CAP ativa RNAp Alta transcrição de mRNA cAMP mediador químico 3-Regulação Positiva do Operon lac

16 Efeitos combinados da glicose e da lactose na regulação do operon lac. 4-Operon lac: Visão Geral Glicose cAMP Proteína CAP Sítio CAP Promotor/Operador RNA polimerase Repressor lac ligado Lactose Repressor lac mRNA Glicose cAMP Lactose Repressor lacmRNA X Transcrição basal

17 Principais componentes estruturais de um vetor de expressão em E. coli 5-Regulação do plac in vitro

18 Cassete de expressão do vetor recombinante para análise do promotor plac in vitro OGene RepórterP Célula hospedeira: Escherichia coli DH5αF'Iq Esta linhagem expressa a proteína repressora do operon lac (LacI).

19 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.


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