Controle da expressão gênica em procariontes
RECONHECIMENTO DO DNA
Como proteínas reconhecem específicamente regiões do DNA?
Proteínas reguladoras geralmente se ligam à sequências específicas do DNA. Elas também se ligam em regiões não específicas, mas sua afinidade por regiões específicas é de
A maneira pela qual se dá esse reconhecimento foi elucidada quando a estrutura tridimensional da proteína Cro (ver Fago lambda) foi resolvida.
Cada subunidade de cro dimérica possui 66 aminoácidos e três alfa-hélices e três folhas beta antiparalelas. O dímero é mantido pela associação da terceira folha beta de cada monômero.
O que é impressionante nesta proteína (e é o que levou à elucidação de como se dá a ligação ao DNA) são suas dimensões. A distância entre as hélices alfa-3 no dímero é de 34 angstrons, a mesma distância entre dois sulcos maiores vizinhos no DNA. Além disso, a espessura de uma alfa hélice (como a terceira alfa-hélice dos monômeros, incluindo as cadeias laterais) é de 12 angstrons, o tamanho ideal para ajuste no sulco maior do DNA.
Devido a essas observações, foi proposto que cro se ajustava ao DNA inserindo a terceira hélice de cada monômero no sulco maior do DNA e a especificidade seria conferida por PONTES DE HIDROGÊNIO entre a cadeia lateral da hélice e a sequência de bases do sulco maior do DNA. Estudos posteriores comprovaram a Teoria.
hoje em dia sabemos que muitas proteínas (inclusive o repressor lamda e CAP) se ligam ao DNA de maneira semelhante a Cro. Essas proteínas possuem em comum um motivo de ligação ao DNA correspondente às hélices 2 e 3 de Cro chamado de MOTIVO HÉLICE-ALÇA-HÉLICE. Geralmente, os aminoácidos 1 a 7 formam a hélice N-terminal, os de 8 a 11 formam a alça e os de 12 a 20 formam a hélice C-terminal, que é considerada a hélice de reconhecimento por estabelecer as ligações DNA-proteína mais importantes. O aminoácido 9 é geralmente uma glicina para facilitar o grampo e o tema é estabilizado por interações apolares entre as cadeias laterais das duas hélices.
Um outro motivo de ligação ao DNA muito bem caracterizado é o "dedo de zinco". Esses motivos consistem de cerca de 30 resíduos de aminoácidos, sendo que quatro dos resíduos, que são ou quatro cisteinas ou duas cisteínas e duas histidinas, coordenam um único átomo de zinco. Esse motivo é encontrado em muitas proteínas que se ligam ao DNA e muitas vezes presentes mais de uma vez na mesma proteína.
A maneira pela qual as proteínas que contem os dedos de zinco se ligam ao DNA pode variar um pouco. Em alguns casos essas estruturas contém resíduos envolvídos na sequência discriminatória; Em outros casos os dedos de zinco parecem cordenar a ligação dos resíduos específicos que se encontram em outra parte da proteína.
