Operon (Português)

Operon Definition

um operon é um conjunto de genes funcionalmente relacionados que são controlados por um operador compartilhado. Os operões consistem em múltiplos genes agrupados em conjunto com um promotor e um operador. Operões estão presentes em procariontes (bactérias e archaea), mas estão ausentes em eucariontes. Em algumas situações, múltiplos operões são controlados pela mesma proteína regulatória; nesses casos, os operões formam um regulon. Os operões foram identificados pela primeira vez como um modo de controle de expressão genética em 1961 por François Jacob e Jacques Monod.,

estrutura de operão

Operões são regiões de DNA que contêm aglomerados de genes relacionados. São constituídos por uma região promotora, um operador e múltiplos genes relacionados. O operador pode ser localizado dentro do promotor ou entre o promotor e os genes. A ARN polimerase inicia a transcrição ligando-se à região promotora. A localização do operador é importante, uma vez que a sua regulação permite ou impede a transcrição dos genes para o ARNm.,

função de operando

um operando é um pacote completo para a expressão genética e síntese de polipeptídeos. Ao combinar os genes relacionados, todos os polipeptídeos necessários para uma função específica são sintetizados em resposta a um único estímulo. Por exemplo, a bactéria Escherichia coli contém um número de genes agrupados em operons e regulons: o operon Lac, que está envolvida na degradação da lactose, o Trp operon que está envolvida na biossíntese de triptofano, e o Seu operon que está envolvido em histidina biossíntese., Estes operões são ligados quando os produtos genéticos são necessários.os operadores podem estar sob controlo negativo ou positivo. O controlo negativo implica desligar o operador na presença de um compressor, o que pode ser repressivo ou indutível. Um operão repressivo é aquele que normalmente Está ligado, mas que pode ser reprimido na presença de uma molécula repressora. O compressor liga-se ao operador de tal forma que o movimento ou ligação da ARN polimerase é bloqueado e a transcrição não pode prosseguir. Um operão indutível é aquele que geralmente está desligado., Na ausência de um indutor, o operador é bloqueado por uma molécula de compressor. Quando o indutor está presente interage com a proteína do compressor, libertando-a do operador e permitindo que a transcrição prossiga. Operões repressivos estão geralmente envolvidos em vias anabólicas, ou a síntese de um componente essencial, enquanto operões indutíveis estão geralmente envolvidos em vias catabólicas, ou a decomposição de um nutriente. O controle positivo de um operão é quando a expressão do gene é estimulada pela presença de uma proteína reguladora.,o Lac operon é o exemplo clássico de Lac operon e é responsável pela degradação da proteína láctea lactose. O operão Lac é um operão indutível; na ausência de lactose, o operador é bloqueado por uma proteína repressora. O operão é composto por um promotor com operador e três genes (lacZ, lacY e lacA) que codificam β-galactosidase, permease e transacetilase., Os três genes estão envolvidos na decomposição da lactose nos seus metabolitos: a β-galactosidase decompõe a lactose em glicose e galactose, enquanto as outras duas proteínas ajudam no processo metabólico. A expressão do LAC operon é controlada pelo gene regulador lacI, localizado imediatamente adjacente à região promotora. LacI codifica uma proteína repressora alostérica que mantém o Lac operon “desligado”.

para ligar o operão Lac, uma molécula indutora deve inactivar a proteína do compressor., A molécula indutora deste sistema é a alolactose, um isómero da lactose. Quando a lactose e o seu isómero estão presentes na célula, a alolactose liga-se aos locais alostéricos da proteína do compressor, alterando a sua conformação e tornando-a inactiva. À medida que a proteína repressora se separa do operador, a RNA polimerase pode ligar-se ao promotor, pode ocorrer transcrição e os três genes de degradação da lactose podem ser sintetizados.

a figura mostra a estrutura do LAC operon e do adjacente gene repressor lacR.,

O Lac operon também está sob regulação do gene positivo. Enquanto a remoção da proteína repressora na presença de lactose é necessária para a síntese dos genes lacZ, lacY e lacA, a expressão genética permanecerá baixa. O nível de expressão do gene é controlado pela quantidade da fonte de energia preferida, glucose, na célula. Este controle é regulado por uma proteína allosteric regulatory, catabolite activator protein (CAP). Quando os níveis de glicose na célula são baixos, a molécula orgânica AMP cíclica está em alta concentração., A AMP cíclica activa a CAP ligando-se aos locais alostéricos, fazendo com que a tampa se ligue ao promotor Lac operon. Ao contrário das proteínas repressoras, a ligação do CAP ao operão Lac estimula a expressão genética. Quando os níveis de glicose celular aumentam, os níveis de AMP cíclico na célula diminuem, e a proteína activadora dissocia-se do promotor. A transcrição regressará a níveis baixos, ou irá desligar-se se a proteína do compressor voltar a ligar-se.

A figura mostra o Lac operon e como a sua expressão genética está sob controlo positivo e negativo.,

Operon Trp

o operon Trp é responsável pela síntese do aminoácido tritofano quando não está disponível no ambiente. O operão Trp é constituído por um promotor com um operador e cinco genes que codificam enzimas para síntese de triptofano. O operão Trp é regulado pelo gene regulatório trpR, um gene que está localizado a uma distância do operão Trp.

O operão Trp é um exemplo de um operão repressivo; Está ligado a menos que desligado por uma proteína repressora. A proteína do compressor é sintetizada pelo trpR., Enquanto a proteína repressora está sempre presente na célula, ela é sintetizada em uma forma inativa. Quando um co-compressor está presente, neste caso o triptofano liga-se à proteína do compressor num local alostérico. Isto altera a conformação da proteína, de modo a poder ligar-se ao operador e bloquear a transcrição, impedindo a ligação da ARN polimerase ao promotor. Desta forma, a célula economiza energia não produzindo triptofano quando já está presente.,

a figura retrata o operão Trp com o gene repressor, o promotor, o operador e cinco genes sintetizadores de triptofano.

Quiz

1. Qual dos seguintes organismos contém operões?
A. levedura
B. bivalves
C. árvores
D. archaea