COMO AS BACTÉRIAS LIGAM E DESLIGAM OS SEUS GENES? - Regulação da Expressão Gênica em Procariotos

Oi gente tudo bem com vocês Muito se engana aí quem acha que o ser que existe na terra que mais economiza energia é o Julius pai do Cris o qu uma foto agora você pode saber o que você quer e onde está Antes de abrir a geladeira não meus amigos não é ele são as bactérias Isso mesmo minha gente as bactérias são seres inteligentíssimas que regulam ali a expressão do seus genes baseados na energia porque elas sabem né que a conta de energia a energia não tá tão assim elas estarem gastando A então na aula

de hoje nós vamos ver como as bactérias regulam a expressão do seus genes ligando e desligando ali ó como se fosse uma espécie de interruptor quem nunca né fazendo isso aqui meu nome é Magalhães e mais uma vez sejam sempre muito bem-vindos para mais um vídeo aqui neste canal [Música] antes de começar esse vídeo deixa o seu like que me ajuda muito se você ainda não é inscrito é novo por aqui prazer somos íntimos agora então se inscreve aí embaixo e não esquece de ativar o Sininho para receber notificação sempre que tiver novidade por aqui

também segue lá no Instagram né gente dá um biscoitinho para mim bom minha gente as bactérias fazem regulação aí da expressão gênica para não desperdiçar energia ou produzindo alguma coisa ali que elas não precisam no momento ou produzindo alguma coisa ali que ela já tem disponível É como se você fosse almoçar no domingo e a pessoa chegasse ali com seu prato favorito você ia mesmo gastar energia para cozinhar para descongelar o frango sendo que já tem ali uma comidinha pronta você não ia né as bactérias pensam da mesma forma eu como sou preguiçosa para cozinhar

podia até não ser meu prato favorito eu não ia gastar energia e o principal ponto dessa regulação é o processo ali de transcrição Porque pensa comigo as bactérias não tem ali um núcleo separadinho do citoplasma é tudo ali ó no citoplasma então quando o RNA mess geiro é pronto ele imediatamente já vai ó chega os iboss somos e já vai traduzindo então é mais interessante para ela só produzir um RNA mensageiro quando realmente ela vai precisar ali daquele produto final daquele RNA mensageiro mas eu quero deixar claro que existem outros tipos aí de regulação da

expressão gênica dos procariontes que ocorre tanto após a transcrição como também ali no processo de tradução mas o que a gente vai ver na aula de hoje é o principal assim o the best que é o pré-transacionais demora Vamos aos slides Hello gente já estou aqui nos slides e vamos entender então como é que funciona essa regulação da expressão higiênica em procariotos ou em procariotos vamos entender como é que as bactérias ficam ligando e desligando ali a expressão dos seus genes o uma temática muito muito muito importante dentro da biologia molecular é o Dogma central

da biologia molecular que eu já falei aqui algumas vezes né pouquíssimas vezes no canal então segundo esse Dogma né a informação que tá contida lá no DNA vai ser transcrita para RNA e traduzida para uma proteína Então esse Dogma traz ali a explicação da conexão entre o genótipo até o fenótipo Mas tem uma pergunta crítica que esse Dogma não responde como é que a gente sabe aí que como é que é regulado aí esse fluxo de informação ao longo dessa via molecular como é que a gente sabe que esse Dogma realmente está acontecendo ou não

que a bactéria tá ali ativando seus genes ou reprimindo Como eu disse lá no início do vídeo gente as bactérias elas são inteligentíssimas Então vamos pegar aqui o exemplo da es kerik colle é cole para os íntimos ela é uma bactéria que vive lá no nosso intestino grosso então a alimentação dela vai depender ali do que a gente comer no caso a minha Tô brincando mãe tô tentando ser saudável Então o que a gente deixa de comer ou não é que vai ditar ali os nutrientes que vão estar disponíveis ou não para essas bactérias por

exemplo se tiver glicose ali no meio ela vai utilizar esse açúcar para produzir ATP energia Mas se não tiver ela vai pegar uma lactose uma maltose uma xilose qualquer açúcar ali que a gente tiver enfiando dentro do nosso corpo Resumindo minha gente ela se vira com que tiver né totalmente resiliente Só que essa flexibilidade bioquímica que ela tem do tipo a tô preparada aí pro que der e vier não vem de graça né Afinal nada na vida vem de graça a não ser as decepções pensa comigo produzir todas as enzimas necessárias para todos os possíveis

ali quadros ambientais que ela pudesse ter iria gastar muita energia né Já pensou Hum vou produzir aqui as enzimas para degradar lactose e aí eu vou lá e falam não tô afim de comer lactose hoje não que eu tô achando que tô com intolerância E aí imagina aí o gasto energético que ela não teve produzindo enzimas que ela não iria utilizar Então como é que a ecol consegue est ali pronta pro que der e vier manter essa flexibilidade bioquímica mas sem gastar energia ao mesmo tempo e a resposta está na regulação da expressão Hi gênica

quando o ambiente muda minha gente as bactérias conseguem reconhecer E aí falam Eita galera mudou vamos expressar aqui tal Gene vamos traduzir tal proteína por exemplo vamos supor ali que surgiu uma fonte de carbono no meio e a bactéria tá louca por essa fonte imediatamente ela começa ali a transcrever genes a traduzir proteínas que vão fazer com que ela quebre essa molécula que enfim que ela consiga captar essa molécula E aí vamos supor que essa fonte acabou de carbono então imediatamente ela vai l faz o quê desliga tudo genial né E a gente já viu

isso aí de desligar e ligar genes lá quando a gente tava falando da epigenética Tá mas não confundo esse negócio aí da EP Genética é de eucariontes mas só para fazer uma assimilação aqui legal com vocês nós equari ones temos diversos tipos celulares né células dos mais das mais diferentes funções diferentes formas e essas células t o mesmo material genético Só que os genes que são expressos são diferentes porque a gente também tem essa capacidade de estar ligando e desligando genes então isso minha gente Poupo energia que o Julius tá orgulhoso da gente então vocês

conseguiram entender né Se tiver ali uma fonte que ela queira por exemplo um uma lactose vamos lá então vou começar a expressar genes que eu sei que vão quebrar essa lactose no caso a bactéria sabe para fazer com que ela consiga digerir aí esse açúcar Então minha gente as bactérias são uma espécie ali de interruptor ligando e desligando a expressão do genes de acordo ali com o ambiente que elas estão inseridas então por isso que a gente fala ó que as bactérias elas são oportunistas nutricionais ou seja seja ela consegue detectar ali o ambiente consegue

ver hum deixa eu ver o que que tá tendo aqui para eu me alimentar não tá tendo isso mas eu tô precisando disso então eu vou ter que produzir aí sim eu vou ter que gastar minha energia vou ter que ir até a cozinha cozinhar porque ninguém chegou com meu almoço então para isso ela tem né Elas tem sistemas reguladores para fazer com que esse gasto energético seja o mínimo possível minha gente porque todos os seres vivos estão aqui tentando poupar energia tá Por mais que você ache que não a gente tenta fazer essa reserva

energética na verdade a gente sabe né porque o tant de gordura que a gente acumula Mas enfim isso não tem nada a ver com as bactérias então para fazer com que esse gasto energético seja o mínimo possível as bactérias T ali um sistema que conseguem ligar e desligar a transcrição do seus genes tá Vou botar aqui mais pro cantinho E aí para fazer isso e a esnup não sabe se ele quer ficar lá dentro ou quer ficar lá fora e aí para fazer isso as bactérias tem que ser capazes de conhecer as condições ambientais nas

quais elas devem ativar ou reprimir aí a transcrição desses genes e também Elas têm que ser capaz de ligar e desligar a transcrição de cada Gene específico ou de um grupo de genes tá vocês vão entender melhor esse negócio aí de um grupo de gênes então ó olha aqui para cima no caso eu tô olhando para cima é um interruptor liga e desliga o gênes Então a gente vai entender como é que isso ocorre como é que isso funciona tá E aí minha gente tem uma aula que vou deixar passando aqui em cima assistam porque

Eita ou aula que deu trabalho para fazer eu achei que ia ser tão simples mas minha gente eu tive que ler Tanto Tanto livro de genética para fazer essa aula mas não vem ao caso nós temos aqui a estrutura do Gen tá uma estrutura bem básica nós temos o início e o fim da sequência codificante né que começa sempre ali na base mais um e antes dessa sequência codificante existe uma região promotora que tá ali antes da sequência mais 1 e por isso ela é dita como negativa ali na parte negativa Men 35 Men 10

essa essa região promotora serve para quê para falar olha rine polimerase que é a nossa estrelinha aqui protagonista logo ali em frente tá um gene vai ali transcrever então a Rin polimerase ela tem que se encaixar nessa região promotora que é que vai dizer olha o gente tá ali pode ir você tá Lindíssima belíssima faz seu trabalho e vai então todo Gene antecedendo ele é obrigatório ter uma região promotora porque se não tivesse a região promotora a r polimerase não reconhece e aí não acontece a transcrição só que dentro desse cenário existem dois tipos de

genes tá os genes regulatórios e os genes estruturais e agora vamos ver aqui a diferenças as diferenças as diferenças entre esses grupos o Genes regulatórios minha gente São aqueles que interagem com outras sequências de DNA e tal e afetam a transcrição ou tradução dessa sequência já os gênes estruturais são genes que a gente conhece minha gente aqueles que codificam proteínas ou então codificam Alin RNA funcional então ess então existem esses dois tipos de genes E além disso dentro ali dos genes estruturais existe também um grupo chamado de genes constitutivos O que é que são genes

constitutivos são aqueles que são expressos de forma contínua e codificam funções celulares essenciais ou seja eles são genes estruturais né porque estão codificando ali proteína Etc e Tal só que eles não têm regulação gênica porque eles precisam ser expressos a todo momento porque as funções dele são vitais ali pra bactéria ou para qualquer ser vivo por exemplo genes que estão envolvidos ali vamos supor na respiração celular de uma bactéria aeróbia ele precisa est sendo Expresso constantemente Então os genes que a gente vai estudar aqui nessa regulação da expressão gênica são esses genes estruturais tá que

tem essa sua expressão regulada Como por exemplo o gene ali que vai quebrar lactose ele pode estar ligado ou pode estar desligado o que vai ditar é a presença da lactose no meio bom então a gente tem aqui a estrutura do Gene né E aí tem uma coisa muito importante que eu preciso falar para vocês lembra que eu falei lá que toda a sequência codificante que sempre antes de um gene vai ter uma região promotora que é a região que vai falar olha r polimerase o gene tá logo ali em seguida Pois é o que

que acontece nas bactérias os genes eles vão dividir a mesma região promotora ou seja os genes vão dividir ali o mesmo promotor Então como vocês podem verí na figura a gente tem um promotor para um gene Z um gene y e um gene A então minha gente as bactérias vão ter o mesmo promotor para três genes diferentes Então vamos supor que chega a ren polimerase e queira fazer ali a transcrição ela não vai fazer a transcrição só do Gene Z ela vai fazer do Gene Z do Gene y e do Gen a e a esse

nome aí de gênes agrupado com o mesmo promotor a gente dá o nome de operon alguns lugares vocês vão encontrar operon mas acho tão tão feio falar operon enfim a gente chama de operon ai taí mas vamos supor que a bactéria só teja precisando ali do Gen Y tem como a René polimeras chegar botar a bondinha no promotor pular o genz e só transcrever o gen Y não minha gente porque como diria um grande Pensador filósofo contemporâneo do Arrocha o cantor apaixonado que eu sou fã Pablo A Voz Romântica É Tudo ou Nada ou transcreve

tudo ou não transcreve nada é tudo nada mas para vocês não acharem tão aleatório ter três proteínas ali sendo transcritas V ver no três gênes diferentes sendo transcritos de uma vez essas proteínas que vão ser produzidas por esses gênes estão de alguma forma ali relacionadas Então não é aleatório sabe essas três proteínas vão estar envolvidas em alguma coisa ali que tá relacionada que a bactéria vai precisar ao mesmo tempo minha gente lembra as bactérias são muito espertinhas elas são muito inteligentinhos mas esse operon aí existe nos eucari como é que ocorre gente existe só que

assim É muito raro enquanto que nas bactérias tá tudo ali em operon porque elas ó eficiente vai me transcrever um já transcreve tudo de uma vez só na gente não é tão assim tá nossos gênes já estão mais espaçados cada um tem um promotor mas não é que não exista existe mas é mais raro bom minha gente então entendendo isso vamos aqui pro ponto chave da aula como é que funciona a transcrição de desses genes como é que ocorre Esse controle transcricional e para isso eu vou precisar que vocês aprendam quatro palavrinhas que é assim

um segredo dessa regulação da expressão gênica essa regulação pode ser positiva ou negativa e também ela pode ser induzível ou repressiv mas o que que isso significa bom pra gente entender direitinho o que é que isso significa eu vou chamar aqui o gene de volta tá só que eu desenhei ele de uma de um jeitinho diferente que vocês já conhecem a sequência codifica né que no caso das bactérias tá ali sendo um operon vários genes pro mesmo promotor e a região promotor ali onde vai encaixar rne polimerase só que além dessas regiões se você assistiu

aí o vídeo que eu pedi PR vocês assistirem da sequência gênica do que que é um gene existem mais duas regiões uma chamada operador e a outra chamada sítio de ligação do ativador mas agora que eu não tô entendendo nada tu me d quatro nomes positivo e negativo já chega com gente diferente mas calma vamos lá uma regulação posit minha gente olha aí a carinha bonitinha ela é chamada de positiva porque ela precisa de um ativador sabe quando você precisa de alguém que te motive que você fala assim poxa eu sou capaz mas eu queria

tanto que alguém me motivasse alguém que fica assim sendo positivo para você ir fundo ou então por exemplo quando você quer ir malhar e você tem que tomar um pré-treino ou quando você acorda e você quer que sua alma entre no corpo então para fazer o download você toma café pronto isso é um ativador isso é um tipo de regulação positiva você precisa ali ó de um ativador com você ai Taí E por que que você botou esse ativador Rosinha não botei em vão vocês estão vendo aí que o sítio de ligação do ativador é

Rosinha por qu Isso mesmo minha gente porque o ativador se liga ali no sítio de ligação do ativador e como vocês podem reparar esse sítio vem antes do promotor Por que que vem antes minha gente para dar aquele empurrãozinho lembra é uma regulação positiva a gente só precisa de empurrãozinho pra gente ir então a RNA polimerase é muito grata a esse ativador que vai vir antes para dar aquele empurrãozinho para falar vai sua linda brilha tá tudo pronto é seu momento já o controle negativo ele ocorre na presença de um repressor Sabe aquele seu amigo

que fica Ah mas para que que você vai tentar você não vai conseguir não não sei o qu que que além de não ajudar ainda atrapalha Exatamente é o repressor o repressor tá de laranjinha porque ele se liga aí nessa região laranjinha o operador e como vocês podem ver o operador vem depois do promotor então mesmo que você queira aí mesmo que a rena polimerase queira passar o repressor tá ali ai não é uma pedra mesmo no seu caminho então minha gente diferente do ativador que é aquele seu amigo que tá acreditando mais em você

do que você mesmo o repressor é aquele seu amigo que fica ali empatando sabe que não quer fazer também não quer que você faça e fala assim Hum já que eu não posso ajudar vou atrapalhar fica ali empatando então lembra regulação positiva precisa de um ativador que vai estimular a expressão gênica que eu vai falar vai rinar polimeras você consegue já a negativa vai ter a presença de um repressor que não vai estimular não vai falar assim hum não faz não faz não fica aí que vai inibir mesmo sabe Então como eu disse para vocês

ó o ativador se liga ali no sítio de ligação do ativador e o repressor se liga ali no operador E além disso a nossa estrelinha rine polimerase ó se encaixa perfeitamente aonde aqui no promotor Tá Mas vamos lá vamos aqui só pra gente entender melhor vamos supor ali que a gente tem um gene a ren e a polimeras encontrou o promotor e ela quer ler esse Gene gente ela vai tentar ler ó e vai e vai e vai e vai e não vai conseguir Porque tem uma pedra no caminho porque o repressor tá bloqueando então

a transcrição não ocorre Mas vamos supor aqui ó que a gente tirou esse repressor veio o ativador e ela vai lindamente fazer o seu trabalho né porque tudo na nossa vida eu ia fazer uma reflexão profunda aqui Mas enfim Tô refletindo só na minha cabeça mas é o que eu quis falar o que eu iria falar é que o nosso meio onde a gente tá inserido determina bastante onde a gente vai chegar sabe bom então entendendo isso vamos entender melhor aqui sobre o ativador e o repressor os dois tanto o repressor como ativador eles vão

ter dois estados tá como se fosse Duas Faces uma que se liga ao DNA e uma que não se liga como você pode ver aí a região da boquinha vai se ligar a DNA a cabecinha deles não se liga tá então quando se liga tá ali fazendo sua função ou boa ou ruim e quando não se liga tá poxa não tô fazendo minha função bom então eu peguei aqui um ativador só para dar como exemplo tá e como eu disse tem duas regiões Tá mas o repressor também tem um sítio que vai se ligar o

DNA e um sítio alostérico que é um sítio que não se liga esse sítio alostérico é onde se liga o efetor tá é muito livro chama esse efeito alostérico de indutor Mas eu vi alguns livros também que além de chamar de indutor chama de corre repressor então para não ficar muito indutor corre repressor não sei o qu porque depende do livro de genética eu vou chamar apenas de efeit alostérico Tá o que que é esse efeito alostérico ele é uma proteína que ele tem a capacidade de mudar a conformação tanto do ativador como do repressor

então ele consegue fazer com que esse ativador ou esse repressor consiga se ligar o DNA ou mudar sua conformação para que ele não consiga se ligar então esse evito alostérico ele vai deixar esse sítio de ligação ao DNA né que no caso vamos supor aqui que é parte da boquinha de dois modos ou funcional que consegue se ligar o DNA ou não funcional que não consegue se ligar ao DNA E é assim que vai ocorrendo a regulação da expressão gênica Por quê não basta ter um ativador e não basta ter um pressor e ele não

consegui se ligar porque se nenhum dos dois conseguir se ligar vai nar De quê De nada então minha gente esse efeito alostérico hum ele é que é o O Pulo do Gato por trás da história então ó vamos supor que a gente tem aqui ó o nosso ativador bonitinho com queixo apoiado ali no fica assim minha gente nas coisinhas tão bonitinho ele bota o queix assim apoiado ali no sítio de ligação do ativador mas veio um efeito alostérico e falou hum Vamos dar um pause aí nessa transcrição né e mudou o formato mudou a conformação

desse ativador então ele pede afinidade pelo DNA ele não consegue mais se ligar ali no sítio de ligação do ativador enquanto esse efeito alostérico tiver ligado nele ele não vai conseguir se ligar e aí no caso a transcrição não vai acontecer então esse efeito alostérico Minha gente é é a chave de tudo quando a gente for estudar mais paraa frente opera um lck vocês vão ver lá a lol lactose ó D spoiler a lol lactose que é ela que controla tudo minha gente a G Tá mas também esse efeito alostérico pode est lá presente e

fazer não não muda só conformação não vou deixar essa conação aqui para você se ligar de fato ao DNA Então minha gente tenho em mente que esse efeito alostérico Ele tem ele pode fazer com que o ativador e o repressor se encontrem em dois estados um funcional que é quando vai conseguir se ligar o DNA e um não funcional que é quando não vai conseguir se ligar o DNA Então esse efeito alostérico é que vai detectar lá as coisas do meio vai falar hum hum se liga hum não se liga é basicamente isso tá então

vamos voltar aqui e vocês já entenderam o que que é a regulação positiva e negativa vamos entender agora o que que é esse induzível esse repressiv bom minha gente pensa comigo sabe quando você posta um Story não que eu faça isso por CR comentar que você posta tão linda assim você fala Poxa vou postar para ele comentar você tá O quê você tá induzindo ele a comentar você tá induzindo ele a falar com você né Aí ele vai lá dar um coração que eu não sei o que que eu faço com coração enfim é verdade

mas você teve que induzir ele ó me nota Crush se você teve que induzir ele a fazer algo É porque no fundo ele não está fazendo né minha gente então tudo que é induzível que você precisa induzir é porque tá desligado é porque não tá fazendo ali a parte dele já o reprimível minha gente ou repressiv é o contrário imagina quando você tá saco cheio de algo que não para de acontecer não para de acontecer então você quer dar um basta você vai fazer o quê você vai reprimir Hum preciso reprimir isso daqui porque já

tá me enchendo o saco se você precisa reprimir algo é porque algo não para de acontecer então esse algo está ligado Então sempre que vocês verem induzível é porque tá desligado sempre que vocês verem repressivo é porque está ligado Então minha gente só recapitulando tá positivo precisa de uma ativador negativo preciso de um repressor induzível preciso induzir tá desligado lembra do crush você Indu ele a comentar suas fotos a dar um coração que você não vai fazer nada com aquilo e repressiva você precisa reprimir porque está ligado então vocês têm que ter esses quatro conceitos

muito bem Claros em mente pra gente continuar pra aula seguinte em que a gente vai ver o que que é um operon repressivo positivo repressivo negativo que a gente vai começar a juntar as coisas Então minha gente se vocês não entendeu para o vídeo aí copia e eu vejo vocês na aula que vem v despedir Eita Vou me despedir de vocês formalmente em 3 do 1 Então esse foi o vídeo gente eu espero que vocês tenham gostado se ficou com alguma dúvida Comenta aí embaixo semana que vem a gente volta aí com a parte dois

um beijo [Música] tchau Y