Controle da expressão gênica em procariontes
Fago lambda
O fago lambda é capaz de desenvolver ciclos no interior da célula: a via lítica e a via lisogênica.
Quando o fago lambda entra na via lisogênica, seu DNA fica covalentemente inserido no DNA da célula hospedeira em um ponto específico. Assim, o prófago (estágio em que os DNAs ficam ligados) se replica como parte do cromossomo hospedeiro em uma bactéria lisogênica, e suas funções líticas ficam dormentes mas não perdidas, ou seja, o fago lambda pode voltar a desenvolver a via lítica, por exemplo através de agentes que danificam DNA do hospedeiro.
Existem três estágios de expressão gênica na via lítica: inicial-imediato, inicial-retardado e tardio.
O estágio inicial imediato possui dois operadores: Ol e Or (l-left e r-right). O transcrito da esquerda forma a proteína N. Na ausência desta proteína os transcritos iniciais-imediatos param, portanto ela permite uma maior expressão dos genes lambda ativando o estágio inicial-retardado.
No estágio inicial-retardado é que são feitas as proteínas para a replicação do DNA lambda e para a recombinação. Neste estágio também é transcrito um gen que forma a proteína Q, que é outro regulador da expressão gênica em fago lambda. Esta proteína impede o témino da transcrição.
A via lisogênica também possui três estágios: estabelecimento, manutenção e liberação. O primeiro necessita da integração dos DNAs (viral e hospedeiro) e a inativação da via lítica.
Kaiser demostrou que só o gen cI é expresso no prófago que é capaz de codificar o repressor lambda que se liga aos operadores Ol e Or.
O repressor em Ol impede a transcrição para a esquerda dos genes iniciais-imediatos, ou seja, a proteína N não é sintetizada e a via lítica é bloqueada.
Ao se ligar em Or impede a tanscrição dos genes cro e Q. De fato só o gen cI é transcrito.
O gen cI que codifica o repressor está entre Ol e Or, e cada um destes operadores possui 3 regiões com diferentes afinidades para se ligar ao repressor.
O ponto de ligação mais forte para o repressor em Ol quanto em Or é o mais próximo do início do primeiro gen estrutural do operon, Ol1e Or1, respectivamente. Pode ser visto claramente que as seqências dos que o repressor se liga com maior afinidade aos operadores com sequências parecidas (veja tabela abaixo). O promotor para o gen N fica dentro de Ol1, e o promotor para o gen cro (Para ver a estrutura de cro e sua ligação ao DNA clique AQUI!)fica dentro de Or1. Como no operon da arabinose, a ligação do repressor a estes operadores bloqueia a ligação da RNA polimerase ao promotor correspondente, e portanto a transcrição do gene N (transcrito à esquerda) e a do gene cro (transcrito à direita) não são iniciadas. Por outro lado, a transcrição do próprio gen cI não é bloqueada pela ligação do repressor a estes pontos de alta afinidade.
Ol1 TTTCACCGCCAGTGGTA
Or1 TATCACCGCCAGAGGTA
Ol2 TATCTCTGGCGGTGTTG
Ol3 TATCACCGCAGATGGTT
Or2 TAACACCGTGCGTGTTGT
Or3 TATCACCGCAAGGGATA
O que controla o nível do repressor??? SUA PRÓPRIA SÍNTESE!!!
As diferentes afinidades de Or1, Or2 e Or3 pelo repressor constituem o papel central de sua alto regulação. Em baixos níveis de repressor, o Or1 está preenchido o que bloqueia a transcrição do gen cro e outros que ficam à dirreita. Uma molécula de repressor ligada a Or1 favorece a ligação de outra a Or2, o que aumenta a transcrição do gen cI e leva à produção de mais repressores. À medida que a concentração de repressorres aumenta, Or3 fica ocupado.
O fago lambda tira proveito de uma proteólise ativada para mudar sue ciclo de lisoênico para lítico, de modo que possa escapar de um meio que já não é mais tão seguro. Este comportamento deve-se a uma fina integração entre algumas proteínas e operadores.
