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Curso: Biblioteca de Biologia > Unidade 19
Lição 1: Regulação gênica em bactériasOperon trp
Google Sala de AulaComo o repressor trp controla a regulação da expressão do gene. Inibição e atenuação.
Pontos Principais:
- O operon trp, encontrado nas bactérias E. coli é um grupo de genes que codifica as enzimas biossintéticas do aminoácido triptofano.
- O operon trp se expressa (torna-se "ativo") quando os níveis de triptofano estão baixos e é reprimido (torna-se "inativo") quando os níveis estão altos.
- O operon trp é regulado pelo repressor trp . Quando ligado ao triptofano, o repressor trp bloqueia a expressão do operon.
- A biossíntese do triptofano também é regulada pela atenuação (mecanismo baseado no acoplamento entre transcrição e tradução).
O que é operon trp ?
Bactérias tais como a Escherichia coli (um habitante amigável de nosso intestino) precisam de aminoácidos para sobreviverem—pois, assim como nós, precisam produzir proteínas. Um dos aminoácidos que elas precisam é o triptofano.
Se o triptofano estiver disponível no meio, a E. coli vai usá-lo para formar proteínas. No entanto, a
E. coli também pode produzir seu próprio triptofano usando enzimas que são codificadas por cinco genes. Esses cinco genes estão localizados próximos uns aos outros e são chamados de operon trp.
Se o triptofano estiver presente no meio, então as bactérias E. coli não precisam sintetizá-lo, portanto a transcrição dos genes do operon trp fica "inativa". Por outro lado, quando a disponibilidade de triptofano é baixa, o operon é "ativado", os genes são transcritos, as enzimas biossintéticas são produzidas, e mais triptofano é formado.
Estrutura do operon trp
O operon trp possui cinco genes que codificam as enzimas necessárias para a biossíntese do triptofano, juntamente com um promotor (sítio de ligação da RNA polimerase) e um operador (sítio de ligação de uma proteína repressora). Os genes do operon trp são transcritos em um único RNAm.
"Ativando" e "desativando" o operon
O que faz o operador? Esse segmento de DNA é reconhecido por uma proteína reguladora chamada de repressor trp . Quando o repressor se liga ao DNA do operador, ele impede que o operon seja transcrito ao se colocar fisicamente no caminho da RNA polimerase, a enzima da transcrição.
O repressor trp nem sempre se liga ao DNA. Na verdade, ele se liga e bloqueia a transcrição somente quando o triptofano está presente. Neste caso o triptofano se liga às moléculas do repressor alterando-lhes a forma para torná-las ativas. Quando uma pequena molécula como o triptofano é capaz de ativar o repressor, ela é chamada de correpressor.
Por outro lado, quando há pouco triptofano na célula, o repressor trp fica inativo (porque não há triptofano disponível para se ligar e ativá-lo). Não ocorre a ligação com o DNA nem o bloqueio da transcrição, permitindo que o operon trp seja transcrito pela RNA polimerase.
Neste sistema, o repressor trp atua como um sensor e um interruptor. Ele detecta se o triptofano já está presente em níveis elevados, e se sim, alterna o operon para a posição "desligada", impedindo que enzimas biossintéticas sejam produzidas desnecessariamente.
Outra regulação do operon trp : atenuação
Dependendo da disciplina de seu curso ou de sua curiosidade, você pode ter ouvido falar sobre outra forma de regulação do operon trp chamada atenuação.
Assim como a regulação pelo repressor trp, a atenuação é um mecanismo para redução da expressão dos genes do operon trp quando os níveis de triptofano estão altos. No entanto, em vez de bloquear a iniciação da transcrição, a atenuação impede o término da transcrição.
Quando os níveis de triptofano estão elevados, a atenuação faz com que a RNA polimerase pare prematuramente a transcrição do operon trp. Apenas um curto RNAm é fabricado, um que não codifica enzimas da biossíntese do triptofano. A atenuação funciona através de um mecanismo que depende de acoplamento transcrição-tradução (tradução de um RNAm que ainda está em processo de transcrição).
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LabXchange é uma plataforma on-line gratuita de educação científica criada na Faculdade de Artes e Ciências de Harvard e apoiada pela Fundação Amgen.
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