Explique como se dá a regulação da síntese protéica segundo o modelo do operon Lac. De acordo com esse modelo qual o papel da proteína ativadora do catabolismo (CAP) e do AMPc.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como funciona a regulação da síntese proteica no operon lac em Escherichia coli e, em particular, qual o papel da proteína ativadora do catabolismo (CAP) e do AMP cíclico (cAMP). Para isso vamos ver primeiro o controle negativo feito pelo repressor lac e depois o controle positivo via CAP–cAMP.

Passo 2

No controle negativo há o gene lacI que codifica o repressor Lac. Em ausência de lactose, o repressor está livre e se liga ao operador do operon lac, bloqueando a RNA-polimerase no promotor. Quando chega lactose ao meio, uma pequena fração é convertida em alolactose, que funciona como indutor: ela se liga ao repressor Lac, altera sua conformação e impede sua ligação ao operador. Com isso o bloqueio é removido e a RNA-polimerase inicia a transcrição dos genes lacZ, lacY e lacA.

Passo 3

O controle positivo envolve a proteína CAP (Catabolite Activator Protein), que só se liga eficientemente ao DNA em complexação com cAMP. O nível de \text{cAMP} é inversamente proporcional à concentração de glicose: quando a glicose está baixa, a adenilato ciclase é ativada e gera \text{cAMP}; quando a glicose está alta, há pouco \text{cAMP}.

Passo 4

O complexo CAP– \text{cAMP} se liga a um sítio específico adjacente ao promotor do operon lac, promovendo um contato físico entre CAP e a RNA-polimerase. Isso aumenta a afinidade da polimerase pelo promotor, resultando em transcrição muito mais eficiente. Se não há \text{cAMP} (ou seja, se há glicose), CAP não se liga, e a transcrição fica apenas em nível basal, mesmo com lactose presente.

Resposta

A proteína ativadora do catabolismo (CAP), em complexação com \text{cAMP}, atua como ativador positivo do operon lac: quando a glicose está em baixa e os níveis de \text{cAMP} sobem, o complexo CAP– \text{cAMP} liga-se próximo ao promotor e facilita a ligação da RNA-polimerase, aumentando fortemente a expressão dos genes lac.

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