Regulação do material genético

A regulação genética é fundamental para a sobrevivência dos organismos (sejam eles eucariontes ou procariontes).

Esta regulação está relacionada, por exemplo, com a eficiência energética e o consumo de recursos disponíveis, permitindo que estes organismos ajustem o seu metabolismo às modificações que ocorrem no meio.

Dois investigadores franceses, François Jacob e Jacques Monod, receberam, em 1965, o prémio Nobel pelo contributo que deram para esclarecer a expressividade selectiva dos genes, propondo o Modelo do Operão. Estes dois investigadores debruçaram-se sobre o funcionamento dos genes envolvidos no metabolismo da lactose na bactéria Escherichia coli.

Operão – genes estruturais (com funções relacionadas) + genes reguladores (os que controlam)

Gene regulador – codifica uma proteína repressora

Promotor – local de ligação da RNA polimerase

Operador – local de ligação da proteína repressora; quando o repressor está ligado ao operador, a RNA polimerase não consegue funcionar

Operão repressivel – o repressor está inactivo – o que está no meio vai impedir a síntese proteica (activar o repressor)

Operão indutivel – o repressor está activo – o que está no meio vai activar o operão (induz a síntese proteica)

Operão indutivo – Lactose

Operão lactose controla as enzimas que degradam a lactose.

Lactose em pouca quantidade:

- não interessa produzir essas enzimas que degradam – logo – o repressor é produzido no estado activo.

Esse repressor activo irá ligar-se ao operador e, desta forma, irá impedir a ligação da RNA polimerase ao gene promotor.

Consequência: não há transcrição

Lactose em muita quantidade:

- é necessário ter as enzimas para degradar - logo - a lactose (em excesso) liga-se ao repressor (que estava no estado activo) e inactiva-o.

Desta forma, o repressor não se pode ligar ao gene operador, permitindo a ligação da RNA polimerase ao gene promotor. 

Consequência: há transcrição e, consequente, síntese proteica 

Operão repressivo - Triptofano

Operão triptofano codifica as enzimas que sintetizam o triptofano.

Triptofano em pouca quantidade:

- é necessário ter enzimas da síntese - logo - o repressor é produzido no estado inactivo.

Esse repressor não se irá ligar ao gene operador e, assim, dá-se a ligação da RNA polimerase ao gene promotor.

Consequência: a transcrição e a síntese proteica decorrem normalmente

Triptofano em muita quantidade:

- a célula tem de inibir a transcrição do DNA que codifica as enzimas de produção de triptofano, de modo a evitar que a sua quantidade aumente ainda mais.


O triptofano que existe em excesso irá ligar-se ao repressor e activa-o. 


De seguida, o repressor liga-se ao gene operador, impedindo a ligação da RNA polimerase ao gene promotor.


Consequência: Não há transcrição e as enzimas não são produzidas