Onde bioinformática, promotores e terminadores se encontram

Quando estamos lendo sobre biologia e genética, muitas vezes não nos damos conta que aqueles genes que tanto estudamos precisam de alguma regulação para funcionarem da maneira correta. Isso para responderem a cada uma das situações e ambientes aos quais os organismos são expostos, sejam estes bactérias,  plantas ou humanos.

Mas como será que isso pode acontecer?

Bom… um mesmo gene pode sofrer regulação das mais diversas maneiras, mas duas regiões muito importantes para que isso ocorra são: o PROMOTOR e o TERMINADOR.

Mas será que essas duas regiões têm algo em comum com esse sério promotor de justiça e o Terminator aí em cima?

Definitivamente NÃO! Nós estamos falando sobre os que fazem parte do DNA presente em cada uma das células dos organismos.

Então quem são os Promotores e Terminadores?

Os promotores gênicos estão localizados antes do códon de iniciação do gene (na extremidade 5’) e participam promovendo a transcrição de uma sequência de DNA em RNA. Além disso eles estão diretamente ligados à quantidade de cópias de RNA que será transcrita a partir de uma mesma sequência de DNA. Eles são o “botão liga/desliga” de um gene, com a diferença de que podem estar ligados com uma força maior ou menor. Cada promotor acaba interagindo com um conjunto de proteínas que influenciam na sua atividade.

Já os terminadores gênicos estão localizados logo após o códon de parada, também conhecido como stop-codon, (na extremidade 3’) e realizam outras diferentes funções. Por sua vez, eles estão envolvidos com o término da transcrição e com a adição da famosa “cauda Poli-A” presente no RNA mensageiro de eucariotos e procariotos, que influencia diretamente na durabilidade desse mesmo RNA no citoplasma celular.

Figura 1: Regiões gênicas. O promotor está localizado antes do códon de início e o terminador logo após o códon de parada.

E o que tudo isso tem a ver com bioinformática?

Claro que a gente não poderia esquecer disso. A bioinformática auxilia no estudo dessas regiões desde as análises de sequenciamento que revelam o código de cada uma dessas regiões até a descoberta do tamanho exato de um determinado terminador. No meio de tudo isso, conseguimos com o trabalho do bioinformata determinar quais os níveis de expressão de todos os genes de um organismo em uma determinada situação e compará-las. Ainda podemos encontrar regiões que são comuns entre cada um dos promotores ou dos terminadores que estamos estudando e tentar relacioná-las com um efeito observado.

Figura 2: Representação da expressão diferencial de cada um dos genes de um organismo relativo a um gene controle. As cores nos mostram se um gene está mais (verde) ou menos (vermelho) expresso do que o controle utilizado.

Dessa maneira, modificar o genoma de um organismo buscando um fenótipo desejado se torna cada vez mais personalizável. Há uma infinidade de possibilidades, uma vez que você entra nesse mundo. Uma nova descoberta abre diversas novas portas a serem exploradas.

Referências:

Blazeck, J., Garg, R., Reed, B. & Alper, H. S. Controlling promoter strength and regulation in Saccharomyces cerevisiae using synthetic hybrid promoters. Biotechnol. Bioeng. 109, 2884–95 (2012).

Curran, K. a., Karim, A. S., Gupta, A. & Alper, H. S. Use of High Capacity Terminators in Saccharomyces cerevisiae to Increase mRNA half-life and Improve Gene Expression Control for Metabolic Engineering Applications. Metab. Eng. 1–10 (2013).

http://goo.gl/xIhslW

http://goo.gl/zArAd8

http://goo.gl/pTeFIV