regulação do material genético

Toda a informação necessária ao funcionamento de qualquer organismo vivo está inscrita nos seus genes. Essa informação encontra-se no núcleo de todas as células de qualquer ser vivo, mas cada célula é responsável pela expressão de determinados genes e não de todos. Por exemplo, todas as células têm a informação genética para a produção de insulina, mas só algumas células do pâncreas a expressam. Assim, numa determinada sequência genética existem vários tipos de genes com diferentes funções que são responsáveis pela expressão ou não de determinados genes.
Para regular o material genético existe um conjunto de genes, de substâncias e de situações que implicam - ou não - o início da transcrição necessária para a produção de proteínas. Os vários tipos de genes são os genes com funções controladoras - genes reguladores, operadores, promotores - e os genes estruturais. Ao conjunto dos genes estruturais, promotores, reguladores e operadores, que constituem uma unidade genética de transcrição, dá-se o nome de operão.
A informação necessária para a produção de uma dada proteína e/ou enzima é codificada pelos genes estruturais.
O gene regulador codifica a produção de uma proteína que atua como repressor. Compete a este gene controlar a expressão dos genes estruturais.
O repressor fixa-se no gene operador, impedindo a transcrição dos genes estruturais.
O gene promotor é onde se liga a ARN-polimerase para que se inicie a transcrição dos genes estruturais.
As situações são de dois tipos: de repressão e de indução. Na repressão, o gene regulador produz um repressor, uma proteína, que se liga ao gene operador inativando-o e, assim, impede a ligação da ARN-polimerase ao gene promotor, o que implica que a transcrição dos genes estruturais não vai ter início, ou seja, não se dá a expressão dos genes estruturais. Na situação de indução há a presença de um indutor, uma proteína, que se liga ao repressor e o impede de se ligar ao gene operador e, assim, a ARN-polimerase pode ligar-se ao gene promotor e produzir o mARN que vai dar início à transcrição dos genes estruturais. Depois de o mARN estar completamente transcrito a partir dos genes estruturais, vai migrar para o citoplasma da célula e produzir a respetiva proteína por ação dos ribossomas.