Operoes

Question 1

Porque que é a glucose o açúcar preferido como fonte de carbono em relação aos outros?

Answer 1

Porque o numero de ATP gerados pela sua degradação é maior do que aqueles gerados pelos outros (como lactose)

Question 2

Quem propôs o modelo do operao Lac e em que ano?

Answer 2

François Jacob e Jacques Monod, em 1961.

Question 3

Constituição do operao Lac:

Answer 3

• Promotor: onde se liga a RNA polimerase
• Operador: onde se liga o repressor lacI
• lacZ: codifica a β-galactosidade
• lacY: codifica a permease especifica para a lactose
• lacA: codifica uma transacetilase
• lacI numa região a montante do operao

Question 4

A lactose é constituída por duas hexoses: _______ e_______ ligadas por uma ligação β-1,4. Entra na célula através de uma permease específica e pode ser convertida em _________ pela β-galactosidase por transformação da ligação β-1,4 em ________. A β-galactosidase também é responsável pela degradação destas duas moléculas em galactose e glucose.

Answer 4

• galactose e glucose
• alolactose
• β-1,6

Question 5

A alolactose funciona como um indutor da transcrição porque:

Answer 5

Liga-se ao repressor (lacI), alterando a sua conformação e este deixa de ter afinidade para o DNA no operador, pelo que a RNAP consegue realizara transcrição do operao.

Question 6

No dímero de LacI, o domínio N-terminal com um motif _______ liga-se ao ______ e o domínio C-terminal e o local de ligação de _________.

Answer 6

• helix.turn-helix
• DNA (o tetrâmero reconhece sequencias invertidas)
• alolactose

Question 7

LacI pode ligar-se a dois operadores, que se situam nas posições ______, formando ____ loops entre ambos, sendo que o numero de par de bases por cada loop é _____. Ou seja, se adicionarmos 5bp entre os dois operador ______ e se adicionarmos 11 bp ______.

Answer 7

• +11 (O1) e -82 (O2) → em sulcos maiores consecutivos
• 9
• 10,5
• DNA perde a capacidade da formação de loops e ja nao seria possivel os dimeros de LacI interagirem e regularem a expressao
• DNA regenera a sua capacidade de loop e de regulaçao por parte de lacI

Question 8

Modo de açao do lacI:

Answer 8

Um dímero de lacI liga-se ao O1 (+11) enquanto que outro liga-se ao O2 (-82). Ambos os lacI interagem e formam um tetrâmero que provoca a formação de um hairpin no DNA que bloqueio o acesso da RNA polimerase ao promotor.

Question 9

_______ e um análogo sintético da alolactose.

Answer 9

IPTG

Question 10

Distinção entre mutações cis e mutações trans:

Answer 10

• Cis: mutações que atuam no loci adjacente da mutação (mutações em regiões não codificantes do genoma, como operadores e promotores, dado que essas mutações terão ação sob o gene adjacente aos mesmos)
• Trans: mutações que podem atuar longe da sua localização e ação do mutante pode difundir (mutações em genes que codificam proteínas)

Question 11

CAP sao reguladores _______ de Lac e ligam-se no _______ do operao.

Answer 11

Positivos
Local Cap

Question 12

Como é regulado CAP (ou CRP)?

Answer 12

CAP responde ao cAMP e aumenta a sua afinidade pela DNA
* Num meio com glucose e lactose, cAMP está baixo e então a CAP não se liga ao DNA e não promove a transcrição de lacZ
* Quando a glucose diminui, cAMP aumenta e liga-se ao CAP, aumentando a afinidade destes ao DNA, que forma uma dobra no mesmo, aumentando a afinidade da RNA Polimerase ao DNA

Question 13

Mutações no LacZ são ________ e o gene wt é__________.

Answer 13

• Recessivas
• Dominante

Question 14

Mutações no lacI são _______ e podem ser ____________ ou ___________.

Answer 14

• Trans
• Recessivas ou Dominantes (dependendo se é ganho ou perda de função)

Question 15

As mutações de perda de função no lacI são _________ em diplóides e _________ em haplóides.

Answer 15

Recessivas
Constitutivas

Question 16

Para a ativação do lac é necessário ambos o:

Answer 16

Indutor para se ligar ao repressor e regulá-lo negativamente e o ativador (cAMP-CRP) para se ligar ao DNA.

Question 17

Perda de função no lacI pode dever-se a:

Answer 17

• Proteína não ser produzida de todo (lacIc)
• Proteína ser alterada no domínio de ligação ao DNA, de forma a que não se consegue ligar ao operador (lacI-)
• Há um defeito no fenómeno de oligomerização, que impede que se dê a ligação ao DNA (lacId)

Question 18

Exemplo de uma mutação de ganho de função em lacI:

Answer 18

lacIs - forma um super-repressor, ou seja, um repressor que não se liga ao alolactose (indutor) devido a uma alteração no sugar-binding pocket ou devido a um aumento de afinidade para o DNA, de tal forma que lacIs nunca se desliga do mesmo

Question 19

Mutações em lacO são ______ (cis/trans), __________ no diplóide e _________ em haplóides e diplóides:

Answer 19

Cis
Dominantes
Constitutivas

Question 20

Como é que mutações em lacO afetam o operão lac?

Answer 20

Alterações na sequência nulceotídica no local de ligação ao repressor, faz com que este deixe de reconhecer o operador

Question 21

O operão ara na E.Coli compreende ____ genes estruturais que são controlados por _____ e por ______.

Answer 21

• 3 (araBAD)
• regulador geral CRP
• regulador específico AraC

Question 22

AraC em E.Coli pode funcionar como um ativador ou como um repressor do operão. Quais os diferentes mecanismos?

Answer 22

• Na ausência de arabinose, os monômeros ligam-se preferencialmente a O2 e I1, sendo que posteriormente interagem pelas regiões N-terminais e formam uma ansa de DNA que bloqueia o acesso da RNAP ao promotor Pc (promotor do gene de araC) e ao local de ligação de CAP (ligação é necessária para a transcrição) - regulação à distância por formação de ansas
• Na presença de arabinoses, esta liga-se ao repressor, alterando a sua conformação, pelo que a sua afinidade vai ser 50x superior para o I2 do que para o O2, pelo que araC liga-se a I1 e I2, permitindo o acesso ao promotor do próprio gene e ao local de ligação a CAP, havendo transcrição do operão e do gene regulador.

Question 23

O aumento dos níveis de regulador de arabinose permite uma resposta mais ______ a pequenas alterações nos níveis de arabinose, tornando a resposta mais ______:

Answer 23

• Rápida
• Sensível

Question 24

Diferenças entre o operão ara na E.Coli e em B. subtilis:

Answer 24

• Ambos codificam 3 genes estruturais que codificam todas as enzimas para converter a arabinose em D-xilose-5-fosfata. No entanto, em B. subtilis envolve ainda mais genes envolvidos no metabolismo de outras fontes de carbono que não são utilizadas pela E. Coli.
• regulador muito diferente de AraC (no entanto, muito parecido ao lacI)

Question 25

Modos de ação de araR na presença de arabinose em B. subtilis:

Answer 25

• ligam-se dímeros de araR a dois operadores, que interagem e formam tetrâmeros, induzindo dobras no DNA que impede a transcrição do operão
• dímeros ligam-se a um único operador, regulando negativamente a transcrição de araR e de abnA (menos eficaz)

Diferentes modos de ação de araR, permite um controlo apertado de certos genes, que envolve formação de loops de DNA e uma regulação mais flexível, dependendo das necessidades fisiológicos dos produtos dos genes

Question 26

Mecanismo de ação de araR na presença de arabsinose em B. subtilis:

Answer 26

Arabinose liga-se a araR, alterando a sua conformação, deixando de ter afinidade para o DNA, pelo que expressa o operão e o repressor