Operão

Conceito de Operão: Um operão é formado pelo promotor, genes estruturais e pelo operador. Em procariontes, os genes estruturais que codificam…

Conceito de Operão

Um operão é formado pelo promotor, genes estruturais e pelo operador. Em procariontes, os genes estruturais que codificam proteínas que fazem parte da mesma via metabólica, são muitas vezes contíguos e controlados em conjunto ao fazerem parte do mesmo operão. Deste modo, são expressos no mesmo RNA mensageiro, num transcrito denominado policistrónico.

Pode-se classificar os operões em dois tipos. Os operões indutíveis são aqueles que estão envolvidos no catabolismo de determinados substratos, a título de exemplo, a decomposição de açúcares como a lactose nos seus constituintes mais simples. Os operões repressores estão por sua vez envolvidos no anabolismo de substâncias essenciais à célula, tais como a síntese de aminoácidos.

A disponibilidade das fontes de carbono e os produtos de genes reguladores controlam a expressão dos genes no operão. Pode assim ocorrer dois tipos de regulação, positiva ou negativa.

Ocorre uma regulação negativa quando, na ausência de substrato, uma proteína repressora liga-se ao operador, impedido que a RNA polimerase se ligue ao promotor ou se mova ao longo do DNA, e naturalmente impedindo a transcrição. Um exemplo deste tipo de regulação é a que ocorre no operão da lactose. O gene regulador lacI ou repressor lac produz um mRNA que, por sua vez, produz uma proteína que pode ligar-se ao operador do operão da lactose, na ausência deste substrato. O gene que codifica esta proteína repressora encontra-se fora do operão, sendo constantemente produzidas quantidades parcas da proteína repressora. No entanto, na presença de lactose ou um indutor como o IPTG, esta liga-se ao repressor modificando a sua conformação e desta maneira dificultando a sua ligação ao operador. Isto permite o acesso da RNA polimerase e a transcrição dos genes do operão necessários ao metabolismo da lactose.

Ocorre uma regulação positiva dos operões bacterianos quando é preciso que uma proteína ativadora se ligue ao promotor para aumentar a afinidade da RNA polimerase ao promotor. Com a ligação da proteína ativadora ocorre a transcrição do operão e/ ou o aumento da transcrição. A proteína ativadora pode ser ativa ou inativa. Quando a proteína ativadora é inativa, ela precisa de se ligar a uma molécula efetora para poder se ligar ao promotor ou fazer a ligação com mais eficiência. A situação inversa pode ocorrer quando a proteína ativadora é ativa, ao ligar-se a determinada molécula torna-se inativa.

Apesar dos genes de eucariontes serem geralmente considerados monocistrónicos, tendo cada um o seu promotor, foram nos últimos anos reportados casos de transcrição policistrónica em eucariontes. Assim, também existem operões eucariontes nos quais ocorre a co-expressão de proteínas funcionalmente relacionadas tal como acontece nos operões bacterianos. A título de exemplo, o nemátodo Caenorhabditis elegans terá sido o primeiro animal no qual foram descobertos operões, em 1993. Os transcritos policistrónicos dos seus operões são posteriormente processados em transcritos monocistrónicos.

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