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 - diferenciação celular.
Afinal, como consegue o organismo ligar e desligar genes, que comandarão a síntese de mRNAs, que darão origem por fim às proteínas necessárias?? A este processo chamamos controlo da expressão génica.

• Operão da lactose

Há muitos diferentes mecanismos de controlo da expressão génica, mesmo se considerarmos apenas a bactéria E. coli. Irá ser efectuada a análise de um deles, que tem muita aplicação em engenharia genética. Este mecanismo foi elucidado pelos franceses François Jacob e Jacques Monod, que receberam por isso o Prémio Nobel da Medicina, em 1965, juntamente com Andre Lwoff. Eles estudaram os genes que codificam as enzimas responsáveis pela degradação da lactose em E. coli. O modelo que irá ser discutido a seguir já incorpora as modificações subsequentes, fruto das contribuições de grupos de pesquisa no mundo todo, e exemplifica de forma didáctica um mecanismo que é comum a muitos outros microrganismos e observado na regulação de muitos genes.

Existem três categorias de genes: o regulador; o operador e os estruturais;
-O regulador controla o operador e este, os estruturais;
-O gene regulador produz uma proteína chamada repressor;
-O repressor liga-se ao gene operador, impedindo a ligação da RNA polimerase e portanto impedindo a transcrição dos genes estruturais que codificam as enzimas de degradação da lactose;
-Quando o indutor (no caso a lactose) é adicionada ao sistema, este liga-se ao repressor, deixando o operador, o que permitirá a ligação da RNA polimerase ao promotor e consequentemente os 3 genes estruturais serão transcritos.

• Operão triptofano
  

A biossíntese de aminoácidos é um processo muito caro em termos energéticos. Por isso, quando há, por exemplo, triptofano disponível no meio de cultura, a Escherichia coli imediatamente cessa de produzir as enzimas necessárias à biossíntese do aminoácido. O processo é alcançado pela activação de um repressor solúvel que, na ausência de triptofano, é inactivo. A ativação é feita, compreensivelmente, pelo próprio triptofano que assim, estando presente, bloqueia a sua própria síntese endógena. A figura abaixo representa este processo. Quando a concentração de triptofano diminui muito, o complexo repressor-triptofano desfaz - se e o operão é ativado.