Controle da expressão gênica em procariontes
ATENUAÇÃO
Você já ouviu falar em Atenuação?
Pois é, um pesquisador chamado Charles Yanofsky e seus colaboradores chamou de atenuação um novo mecanismo de controle da expressão gênica que ele descobriu enquanto estudava o operon do triptofano
Charles observou que alguns mutantes que continham deleções entre o operador e o gene para a primeira enzima do operon (trpE) apresentaram aumento da produção do mRNA de trp. Além disso, o mRNA de trp revelou uma sequência líder de 162 nucleotídeos antes do códon iniciador de trpE e as deleções anteriormente observadas foram mapeadas dentro dessa sequência líder cerca de 30 a 60 nucleotídeos antes do códon iniciador de trpE. A importante observação sequinte, foi que não mutantes produziam um transcrito que consistia apenas dos 130 nucleotídeos da sequência líder quando a quantidade de triptofano era alta, mas produziam um mRNA de 7 Kb quando a quantidade de triptofano era baixa na célula.
Dessa forma, Yanofsky concluiu que a transcrição do operon trp deve ser regulada por um ponto regulador de término (atenuador), situado entre o operador e a primeira enzima.
Esse atenuador contém uma sequência rica em GC sequida de uma rica em AT e cada uma dessas regiõesexibe um eixo de simetria bilateral. Além disso, o transcrito líder termina com uma série de "U"s.
Agora provavelmente você deve estar se fazendo aquela velha pergunta: E DAÍ?
Pois bem, vamos ao sentido de tudo isso.
Como vocês sabem, estamos estudando procariontes. Uma característica importante desses seres é a ausência de compartimentalização nas células, ou seja, não existe separação das estruturas celulares por membranas. Sendo assim, o DNA procariótico está solto no citoplasma permitindo que os processos de transcrição e tradução ocorram simultaneamente. A atenuação faz uso desse rígido acoplamento entre esses dois processos para controlar a expressão gênica.
Como?
Bem, um importante indício para responder essa pergunta foi a descoberta de que parte do mRNA líder é traduzido. Esse peptídeo líder de 14 aminoácidos possui códons para triptofano nas posições 10 e 11 que exercem um papel muito significativo na regulação. Quando o triptofano é abundante, esse peptídeo completo é sintetizado permitindo a formação de uma alça que pára a transcrição. Entretanto, quando hà pouco triptofano, o ribossomo pára nos códons UGG repetidos devido à escasses de triptofanil-tRNA. O ribossomo parado altera a estrutura do mRNA de modo que RNA polimerase que o transcreve continua além do ponto atenuador.
É importante relembrar que esse efeito só é possível porque a transcrição e a tradução estão bem acopladas. O ribossomo que traduz o mRNA líder de trp está logo atrás da molécula de Rna polimerase que está transcrevendo o molde de DNA.
Vários outros operons para a biossíntese de aminoácidos em E. coli são hoje conhecidos como tendo atenuadores. O peptídeo líder de cada um deles contém uma abundância de aminoácidos do tipo controlado pelo operon. Por exemplo, o operon de treonina codifica enzimas que sintetizam tanto treonina quanto isoleusina. O peptídeo líder contém 8 treoninas e 4 isoleucinas em uma sequências de 16 aminoácidos. Sete fenilalaninas estão presentes no líder de 15 aminoácidos do operon da fenilalanina. Ainda mais marcantesão as sete histidinas em fila encontradas no peptídeo líder do operon de histidina.
