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Gene Estrutural

Autor: Mara Marques
Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Data de criação: 05/03/2015;

Resumo: Apresentação do conceito de Gene Estrutural...
Um gene que codifica para uma proteína ou RNA com um papel no metabolismo ou biossíntese ou uma função estrutural é um gene estrutural. (...)

Palavras chave:  biologia

Conceito de Gene Estrutural

Um gene que codifica para uma proteína ou RNA com um papel no metabolismo ou biossíntese ou uma função estrutural é um gene estrutural. Os produtos dos genes estruturais dão origem a estruturas e funções de proteínas, como proteínas estruturais (por exemplo, a queratina e o colagénio), enzimas e proteínas regulatórias. A maioria dos genes estruturais em humanos é localizada no DNA não repetitivo.

A estrutura celular e o seu comportamento é determinado pelos produtos dos genes estruturais – enzimas, proteínas transportadoras, canais, entre outras - e os processos que fabricam estes produtos são regulados pelos genes reguladores. Por isso, num organismo multicelular nem todos os genes são expressos ao mesmo tempo em todas as células, o que determina as diferentes características das células nesse organismo, apesar de terem o mesmo conjunto de genes.

Exemplos de genes estruturais

O operão da lactose da bactéria Gram-negativa Escherichia coli é utilizado como exemplo por apresentar várias características em comum com outros operões. Os genes estruturais do operão da lactose são os genes lacZ, lacY e lacA, que codificam para a β-galactosidase, uma proteína permease e a transacetilase, respetivamente. Assim, na presença de lactose as células podem hidrolisar esta fonte de carbono nos seus constituintes mais simples – galactose e glucose – e transportá-los para o interior da célula onde serão utilizados.

A arabinose é outra fonte de carbono que pode ser utilizada pela bactéria Escherichia coli. Os genes estruturais araB, araA e araD (ordem de leitura no operão) fazem parte do operão da arabinose e codificam para enzimas catabólicas. Os três genes estruturais do operão da arabinose – genes araB, araA e araD - são transcritos juntos com outras sequências num único RNA mensageiro, denominado RNA mensageiro policistrónico, tal como os genes estruturais do operão da lactose - genes lacZ, lacY e lacA. A disponibilidade das fontes de carbono e os produtos de genes reguladores controlam a sua expressão.

Os genes que têm determinados papéis em vias metabólicas estão frequentemente localizados juntos em clusters nos cromossomas procarióticos, e geralmente na sequência em que se dá a reação que eles controlam. Em contrapartida, cada gene estrutural em eucariontes têm geralmente o seu próprio promotor. Os genes estruturais, em eucariontes, envolvidos em determinada via metabólica estão muitas vezes afastados, chegando a estar localizados em diferentes cromossomas.

Na levedura Saccharomyces cerevisiae, o produto do gene estrutural SFP1 bloqueia a progressão no ponto de controlo G2 do ciclo celular, em resposta a danos no DNA. Este gene estrutural regula deste modo as transições G2/M durante o ciclo mitótico e a resposta a danos no DNA.