O EXPERIMENTO
Conforme apresentado na resolução de problemas de teste na última edição de Bioquímica e Biologia Molecular Educação , a transcrição unidade de codificação de enzimas de biossíntese de triptofano é regulada pela trp1 repressor: o triptofano agindo como um co-compressor liga-se e activa o compressor, que por sua vez se liga à região do operador e bloqueia o movimento da ARN polimerase e, assim, a transcrição dos genes estruturais trp E, D, C, B, e um código para enzimas da síntese de triptofano. No entanto, esta inibição é “leaky”: há alguma transcrição do operão mesmo na presença de triptofano; isso desperdiçaria energia para a produção de enzimas que não são necessárias. Um segundo mecanismo regulador, chamado atenuação, derruba esta transcrição residual no operão trp .
uma pequena região entre o operador e o primeiro gene estrutural (trp E), chamado leader (Fig. 1), é responsável pela atenuação. A sequência líder é ∼140 basepairs de comprimento e códigos para a região de 5’‐end de trp mRNA antes do codão de iniciação do primeiro gene estrutural. A região leader de trp mRNA tem uma estrutura única (Fig. 2a). Contém uma pequena estrutura de leitura aberta (ORF) para um oligopéptido chamado péptido leader. Duas sequências palindromáticas (região 1/2 e região 3/4) produzem aros de base auto‐complementares que levam à formação de estruturas de gancho de cabelo. O segundo gancho de cabelo (região 3/4) é seguido por um trecho de nós, criando uma característica estrutural de certos terminadores de transcrição. A codificação ORF do peptídeo leader sobrepõe-se à Região 1 e contém dois codões para o triptofano. Além disso, as regiões 2 e 3 são complementares não só das regiões 1 e 4, respectivamente, mas também entre si. Esta estrutura bastante complicada da sequência leader prepara o terreno para um mecanismo engenhoso de regulação para a transcrição do operão.
Fig. 1. A estrutura do operão triptofano de E. coli.(P, promotor; O, operador; L, leader; e, D, C, B, e A, genes estruturais. A figura não é desenhada à escala: as regiões P, O e L são muito mais curtas do que os genes que codificam proteínas.)
Fig. 2. Atenuação na regulação da operação trp de E. coli. a) a estrutura da região de 5 ‘ – end de trp mRNA. B) relaxamento da atenuação no meio baixo triptofano. (c) early termination (atenuation) of trp transcript in high‐triptofan medium (for details see the text).
a Atenuação, com base no juntamente transcrição/tradução em procariotas: ribossomos ligar a nascente mRNAs de formação de cromossomo–polysome complexos; assim, a síntese de proteínas começa no crescimento de mRNA de cadeias. Se o triptofano não estiver disponível (Fig. 2b), as bancas do ribossoma no código do péptido líder ORFs interrompendo o gancho de cabelo 1/2 e levando à formação do gancho de cabelo 2/3. Este gancho de cabelo impede a geração do gancho de terminação 3/4 (chamado de atenuador), e, assim, a RNA polimerase é capaz de continuar o alongamento e transcrever toda a operação em uma transcrição completa. No entanto, se o triptofano estiver presente, o ribossoma mantém-se em movimento e impede a formação de ambos os ganchos de cabelo 1/2 e 2/3 (Fig. 2c). O gancho de cabelo atenuador 3/4 pode formar e terminar a transcrição. O peptídeo-líder e o RNA-líder curto são então rapidamente degradados, e os genes estruturais não são transcritos. Reveja o mecanismo e resolva o seguinte teste.
neste experimento fictício são utilizados dois mutantes de operão trp: em um deles, os dois codões UGG que codificam o triptofano foram convertidos para GGGs (codões para a glicina; designado “mutante trp codon” durante todo o teste); no outro, a Região 3 foi eliminada (“mutante da Região 3″). tipo selvagem E. as células de coli, os” mutantes do códon trp “e os” mutantes da Região 3 ” são cultivados num meio rico que contém todos os aminoácidos (incluindo o triptofano) em concentrações óptimas. O que lhes acontece?
Análise Experimental
- (A)
se a declaração for suportada pela informação dada;
- (b)
se a declaração for contrariada pela informação dada;
- (C)
se a declaração não for apoiada nem contrariada pela informação fornecida.
- 1)
_____ _ células mutantes de Trp codon morrem.
- 2)
_____ _ _ as células do tipo selvagem crescem mais depressa.
- 3)
_____ _ _ células mutantes da Região 3 crescem mais lentamente nestas condições.
- 4)
_____ _ complexos cromossómicos–polissémicos formam-se no operão trp nas três células.
- 5)
_____ _ triptofano é sintetizado em quantidades significativas apenas em células mutantes da “Região 3”.
- 6)
_____ _ _ usando um fragmento de DNA trp leader como uma sonda, a análise do ARN do Northern blot em “mutações do códon trp” identifica uma banda forte correspondente a um ARN 140‐nucleótido.
- 7)
_____ _ _ Usando a mesma sonda, grandes quantidades de transcrições trp operon de comprimento total são detectadas em amostras de ARN de células de tipo selvagem.
as mesmas células são agora cultivadas num meio que contém todos os aminoácidos, excepto o triptofano. Como se comportam as células nestas condições?
Análise Experimental
- (a)
se a declaração é apoiada pela informação dada;
- (b)
se a declaração está em contradição com as informações dadas;
- (c)
se a instrução não é suportado nem em contradição com as informações dadas.
- 8)
_____ _ células mutantes de Trp codon morrem.
- 9)
_____ _ _ as células do tipo selvagem crescem mais depressa.
- 10)
_____ _ _ células mutantes da Região 3 crescem mais lentamente nestas condições.
- 11)
_____ _ complexos cromossómicos–polissémicos formam-se no operão trp nas três células.
- 12)
_____ _ triptofano é sintetizado em quantidades significativas apenas em células mutantes da “Região 3”.
- 13)
_____ _ _ usando um fragmento de DNA trp leader como uma sonda, a análise de Northern blot do RNA celular em” mutações de codon trp ” identifica uma banda forte correspondente a um Rna 140‐nucleotídeo.
- 14)
_____ _ _ Usando a mesma sonda, grandes quantidades de transcrições trp operon de comprimento total são detectadas em amostras de ARN de células de tipo selvagem.