Expressão gênica – transcrição, tradução e regulação
BiologiaGenéticaIdades 17–18
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Entre para usarColoque fatores de transcrição, RNA polimerase, ribossomos e uma enzima que degrada o mRNA em um trecho de DNA com três genes para produzir mRNA e depois proteína. Três telas: Expressão (arraste e solte ao longo de toda a cadeia transcrição → tradução → colete a proteína de cada gene), mRNA (a concentração e a afinidade dos fatores de transcrição positivos e negativos e da RNA polimerase definem a taxa de produção de mRNA) e Muitas células (a quantidade de proteína varia aleatoriamente de uma célula para outra em torno do valor esperado). Baseado na simulação "Gene Expression Essentials" da PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); reescrito.
Aula: Expressão gênica e sua regulação
O que mostra
Uma simulação para a aula sobre genes e expressão gênica em genética molecular (15–18 anos): os alunos montam as moléculas por conta própria para ver o fluxo de informação DNA → mRNA → proteína e o papel da região reguladora.
Como usar
Na tela Expressão o DNA contém três genes, cada um com uma região reguladora, uma região codificadora e um terminador. Arraste um fator de transcrição positivo para o sítio correto da região reguladora e depois arraste a RNA polimerase para o promotor para transcrever: a fita de mRNA cresce e se solta do DNA. Arraste um ribossomo para a extremidade 5' do mRNA para traduzi-lo; a cadeia polipeptídica cresce e se dobra em uma proteína, e cada gene produz seu próprio tipo de proteína para colocar na caixa de proteínas. Um fator de transcrição negativo bloqueia a RNA polimerase, e a enzima que degrada o mRNA o faz desaparecer. Na tela mRNA as moléculas se difundem aleatoriamente e a taxa de produção de mRNA é medida de acordo com a concentração e a afinidade dos fatores de transcrição e da RNA polimerase. A tela Muitas células simula até 90 células com o mesmo gene: a quantidade de proteína varia entre as células porque os eventos moleculares são aleatórios, enquanto a média se aproxima do valor esperado, definido pelas taxas de síntese e degradação do mRNA e da proteína. Modelo qualitativo: a tela Muitas células usa o algoritmo de Gillespie com constantes de velocidade simplificadas, não dados medidos de um gene real.
Parâmetros que você pode mudar
- Tela inicial Expressão, mRNA, Muitas células
- Número inicial de células (tela Muitas células) 1–90 células
- Traçar a linha do valor esperado no gráfico de proteína
- Mostrar a dica do próximo passo (tela Expressão)
Perguntas para explorar
- Por que a RNA polimerase não consegue se ligar ao promotor quando não há fator de transcrição positivo, ou quando um fator de transcrição negativo está ligado?
- Quantas proteínas uma molécula de mRNA pode produzir e o que a faz parar de produzi-las?
- Células com o mesmo gene e nas mesmas condições têm a mesma quantidade de proteína? Como a quantidade média de proteína muda se você aumentar a taxa de degradação da proteína?
