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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 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 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

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 RNAp XX Repressor lac Transcrição basal de mRNA esporádica 2-Regulação Negativa do Operon lac

11 Lactose disponível Glicose disponível (baixo cAMP) ZYA POCAP 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 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 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 Principles of Biochemistry. 3ª Edition, Worth Publitions.


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