Expressão Gênica: Notas sobre a Regulação da Expressão Gênica

Leia este artigo para aprender sobre a expressão gênica: Notas sobre a regulação da expressão gênica!

A expressão gênica é o mecanismo no nível molecular pelo qual um gene é capaz de se expressar no fenótipo de um organismo.

Imagem Cortesia: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/11/Gene_expression_control.png

O mecanismo de expressão gênica envolve genética bioquímica. Consiste na síntese de RNAs específicos, polipeptídeos, proteínas estruturais, bioquímicos proteináceos ou enzimas que controlam a estrutura ou o funcionamento de características específicas. A formação de RNAs a partir de genes é chamada de transcrição. Certos genes formam rRNAs, tRNAs e outros pequenos RNAs.

Outros genes transcrevem mRNAs que contêm informação codificada para a síntese de polipéptidos. Das duas fitas de DNA, apenas uma fita é eficaz na produção de mRNA em um determinado cistron. É chamado vertente antisense. O ARNm transporta a informação para os ribossomas e traduz-a na sequência de aminoácidos de um polipéptido com a ajuda de ARNt. O polipeptídeo expressa o gene formando uma proteína estrutural, um bioquímico proteináceo ou enzima.

Co-linearidade do gene e estrutura polipeptídica:

Ambos os codões de um gene (cistron) e os aminoácidos de um polipéptido estão dispostos numa sequência linear. Existe uma co-linearidade ou similaridade no arranjo linear dos códons de um gene e a seqüência de aminoácidos em um polipeptídeo produzido por ele. A cadeia anti-sentido do cistron transfere a sua informação codificada para a cadeia de ARNm no processo de transcrição.

Durante a tradução, a cadeia de mRNA dita o arranjo de aminoácidos em um polipeptídeo de acordo com a disposição de seus códons. Uma vez que um cod é constituído por três nucleótidos consecutivos ou bases azotadas, um polipéptido de digamos 100 aminoácidos será determinado por um cistrão ou gene de 300 nucleótidos de comprimento.

Qualquer defeito ou alteração no arranjo de nucleotídeos em um gene também é mostrado pela mudança no arranjo de aminoácidos em um polipeptídeo. Isto foi primeiramente provado por Yanofsky e outros (1965) no caso de Escherichia coli.

Regulação da Expressão Gênica:

O controle sobre o funcionamento dos genes é chamado de regulação da expressão gênica. Verifica-se que em Escherichia coli, algumas proteínas têm apenas 5-10 cópias, enquanto outras podem ter até 1, 00, 000 cópias. A regulação da expressão gênica pode ser exercida em quatro níveis:

(i) Nível transcricional durante a formação do transcrito primário,

(ii) Processamento como emenda, adições ou modificações de terminal,

(iii) Transporte de RNAs do núcleo para o citoplasma e

(iv) nível de tradução. A expressão gênica é de três tipos - indutível, constitutiva e reprimível.

A regulação pode estar sob controle negativo ou positivo,

(a) Indutível:

É uma regulação que é ativada em resposta à presença de substrato. Sabe-se desde 1900 que em levedura, as enzimas que metabolizam a lactose se desenvolvem apenas quando o fungo é cultivado no meio com lactose. Mais tarde, as bactérias também mostraram sintetizar enzimas dependendo do substrato,

(b) Constitutivo:

Um regulamento está ausente. Os genes e, portanto, suas enzimas permanecem operacionais por toda parte,

c) Reprimível:

É a regulação na qual o produto da atividade gênica, se já presente, interrompe a atividade do dito gene,

d) Controle Negativo:

O produto de um gene regulador interrompe a expressão de genes sob seu controle,

e) Controle Positivo:

O produto do gene regulador ativa a expressão de genes sob o seu controle. Portanto, a expressão gênica é regulada por condições metabólicas, fisiológicas e ambientais.