F U N D A M E N T O S B IO Q U ÍM IC O S D A H EREDITARIEDADE — V
M o d o d e A ç ã o d o M a te r ia l H e r e d itá r io (*)
P a u l o A . O t t o (* *)
c) C o n tr o le q u a n t it a t iv o d a s ín t e s e p r o t ê ic a
F in a lm e n t e , r e s t a e s c la r e c e r s e o s i s t e m a D N A /e n z im a s é c a p a z d e e x p lic a r a h o m e o s t a s e e, p o r t a n t o , d e r e p r e s e n t a r u m s e r v o - m e c a n is m o e f ic a z .
N u m a c a d e ia m e t a b ó lic a o n d e A , B e C s ã o e n z im a s q u e g u ia m o n u t r ie n t e a a t é o m e t a b ó lit o d, a m a n u t e n ç ã o d o m e t a b o lis m o e m d e t e r m in a d o s n ív e is é c o n s e g u id a p e lo f a t o d e q u e o a c ú m u lo d e d p r o v o c a a in ib iç ã o d a p r im e ir a e n z im a A ( e s t a p o s s u i u m s ít io e s p e c íf ic o d e in i b i ç ã o q u e o c u p a d o p e lo m e t a b ó lit o d b lo
q u e ia a s u a a t iv id a d e c a t a lí t ic a ) e o m e t a b o lis m o a b c d c o n s e q ü e n t e m e n t e s e i n t e r r o m p e ( fig . 30) :
E s s a in ib iç ã o ( tip o a lo s t é r ic a o u f e e d -b a c k ) n ã o é a n ív e l g ê n ic o ( lo c a l d e s í n t e s e d e m R N A ) n e m a n ív e l r ib o s s ô m ic o ( lo c a l d e s ín t e s e d a s p r o t e ín a s ) , lo g o n ã o p r o v o c a r ia u m a in t e r r u p ç ã o e f ic a z d o m e t a b o lis m o a b c d , o q u e s o m e n t e s e r ia c o n s e g u id o p e lo b lo q u e io d a s ín t e s e d a s e n z im a s A , B e C.
E x a u s t iv o s e s tu d o s c o m b a c t é r ia s , i n i c ia d o s p o r J a c o b & M o n o d , c o n d u z ir a m a o o s e g u in t e m o d ê lo ( f ig , 3 1 ):
( * ) T r a b a l h o d o S e r v i ç o d e P e s q u i s a s e E x p e r i m e n t a ç ã o d o I n s t i t u t o N a c i o n a l d o C â n c e r — S e ç ã o d e I m u n o l o g i a e S e l e ç ã o d a A n i m a i s d e L a b o r a t ó r i o ( C h e f e : D r . S s 7l v i o T h a l e s T ô r r e s ) .
? e v . S c c . U r a s .
? r í e d ,T r o p .
V o l. IV — X o 2
g e n s
c o n í r o í a r f ó r e s : i . o c u i . c a m p k x o O P E R O N :
•:f « < íü ] a í f c > r . 1 o p e n f i o r
í
^ ns ^ 'j f u r ^ s
F i g . 31
O s i s t e m a d e r e g u l a ç ã o s e r i a c o n s t i t u í d o f u n d a m e n t a l m e n t e p o r d o i s g e n s c o n t r o l a d o r e s , o g e n R ( g e n r e g u l a d o r ) e o g e n O ( g e n o p e r a d o r ) . O g e n O o c u p a r i a u m e s p a ç o n u m l o c u s c o m p l e x o d e n o m i n a d o o p e r o n , l o c u s ê s t e q u e a l b e r g a r i a , a l é m d ê l e , v á r i o s o u t r o s g e n s ( A , B e C > , e s t r e i t a m e n t e l i g a d o s e d e n o m i n a d o s g e n s e s t r u t u r a i s p o r s e r e m c a p a z e s d e p r o d u z i r m R N A c o d i f i c a d o r d e p r o t e í n a s . O g e n o p e r a d o r ( i n í c i o d o l o c u s c o m p l e x o ) c o n t r o l a r i a a R N A - p o l i m e r a s e , e n z i m a q u e . c o n f o r m e f o i v i s t o , p r o m o v e a f o r m a ç ã o d e m R N A n a p r e s e n ç a d e u m s e g m e n t o d e u m a d a s h e m i m o l é c u l a s d o D N A t e m p l a -
t e ( n o p r e s e n t e c a s o . o l o c u s c o m p l e x o o p e r o n O C B A ) . O s g e n s A , B e C , s o b a m e d i a ç ã o d a R N A - p o l i m e r a s e , d a r i a m o r i g e m a u m m R N A . e ê s s e m R N A o r i g i n a
r i a , p o r s u a v e z . n o s r i b o s s o m a s , a s e n z i m a s A , B e C n e c e s s á r i a s p a r a t r a n s f o r m a r
o n u t r i e n t e a n o m e t a b ó l i t o d ( f o r m a ç ã o d e u m m e t a b o l i s m o q u a l q u e r ú t i l à c é l u l a i .
O f a t o d e u m ú n i c o m R N A d i r i g i r a s í n t e s e d e v á r i a s e n z i m a s s e r i a e x p l i c a d o p e l a o c o r r ê n c i a , e m d e t e r m i n a d o s p o n t o s d o m R N A , d e t e r c e t o s q u e n ã o p r o m o v e r i a m a i n c o r p o r a ç ã o d e a m i n o á c i d o s . e
-l a s e p o -l i n u c -l e o t í d i c a . n ã o i n c o r p o r a m a m i - n o á c i d o s q u a n d o a d i c i o n a d o s a o s s i s t e m a d e N i r e n b e r g e O c h o a .
A p r o t e í n a R , p r o d u z i d a p e l o g e n R l o c a l i z a d o n u m a p a r t e q u a l q u e r d o g e n o m a
i n ã o p r e c i s a n e c e s s a r i a m e n t e e s t a r s i t u a d o n a s v i z i n h a n ç a s d o l o c u s o p e r o n O C B A i e x i s t i r i a n u m a f o r m a r e p r e s s o r a c a p a z d e c o m b i n a r c o m o l o c u s O . i m p e d i n d o d e s s a m a n e i r a a s í n t e s e d o m R N A u ,,.. O n u t r i e n t e a i i n d u t o r i t e r i a a c a p a c i d a d e d e s e c o m b i n a r c o m a p r o t e í n a R , m a n t e n d o - a n u m a f o r m a i n a t i v a c o m o r e p r e s s o r a ; a R N A - p o l i m e r a s e p o d e e n t ã o p e r c o r r e r o f i l a m e n t o d e D N A a p a r t i r d o l o c u s O e o r i g i n a r o m R N A u ; i . e , c o n s e q ü e n t e m e n t e , a s e n z i m a s A, B e C . Q u a n d o e m e x c e s s o , o m e t a b ó l i t o d ( c o r r e p r e s s o r ) t e r i a a c a p a c i d a d e d e s e c o m b i n a r c o m a p r o t e í n a R . m a n t e n d o - a e m s u a f o r m a r e p r e s s o r a , q u e t e r i a g r a n d e a f i n i d a d e p e l o l o c u s O e q u e s e r i a c a p a z , p o r t a n t o , d e b l o q u e a r a s í n
t e s e d a s e n z i m a s A , B e C a t r a v é s d o b l o q u e i o d a p r o d u ç ã o d e m R N A l l r .
N e m t ô d a s a s e n z i m a s e s t ã o s u j e i t a s a e s s a r e g u l a ç ã o ; h a c e r t a s e n z i m a s ( e n z i m a s c o n s t i t u c i o n a i s ) c u j a s í n t e s e n ã o p r e c i s a s e r i n d u z i d a t e s t ã o s e m p r e s e n d o p r o d u z i d a s , i n d e p e n d e n t e m e n t e d e q u a l q u e r f a t o r ) .
O s d e t a l h e s d o m o d é l o a p r e s e n t a d o p a r a a e x p l i c a ç ã o d a a u t o - r e g u i a ç ã o d a s í n t e s e p r o t ê i c a s ã o a p e n a s e s p e c u l a t i v o s , e s t a n d o s o m e n t e e s t a b e l e c i d a a e x i s t ê n c i a d e u m m e d i a d o r c i t o p l a s m á t i c o s o b c o n t r o l e g e n é t i c o , m e d i a d o r ê s s e q u e . n a d e p e n d ê n c i a d e m e t a b ó l i t o s i m p e d e < r e p r e s s ã o ) o u p e r m i t e ( i n d u ç ã o ) a s í n t e s e d c u m a s é r i e d e e n z i m a s c o r r e l a c i o n a d a s c o m u m m e s m o m e t a b o l i s m o .
D e q u a l q u e r m a n e i r a , a r e g u l a ç ã o d a
s í n t e s e
p r o t ê i c a s e r i a f u n d a m e n t a l p a r a a e x p l i c a ç ã o d e c e r t o s f e n ô m e n o s c o m o a d i f e r e n c i a ç ã o c e l u l a r : o s o r g a n i z a d o r e s q u e H a n s S p e m a n n . o b i ó l o g o d e F r e i b u r g . d e s c r e v e u e m 1 9 2 4 , n ã o s e r i a m m a i s q u e i n d u t o r e s .C O N C L U S Õ E S
U m n ú m e r o e n o r m e d e e v i d ê n c i a s e x p e r i m e n t a i s s u g e r e q u e a s u b s t â n c i a r e s p o n s á v e l p e l o a p a r e c i m e n t o d o s c a r a c t e r e s b i o l ó g i c o s é o D N A ; d e v i d o à s p e c u l i a r i d a d e s d e s u a e s t r u t u r a d u p l a , e s s a s u b s t â n c i a é c a p a z d e t r a n s m i t i - l o s d e u m a g e r a ç ã o a o u t r a , d e u m a m a n e i r a p e r f e i t a ,
m e d i a n t e u m a d u p l i c a ç ã o e x a t a ; a d i v e r s i d a d e d o s c a r a c t e r e s b i o l ó g i c o s é e x p l i c a d a p o r d u p l i c a ç õ e s “ e r r a d a s ” d e D N A ( a p a
-' D N A -'
DNA-VI DA
EN Z I MAS
EN Z I M AS
F i g . 32
O u t r o s m o d e l o s p r o p õ e m , d e v i d o a e v i d ê n c i a s d e n a t u r e z a e x p e r i m e n t a l , a i n i b i ç ã o n ã o a n í v e l d e D N A . m a s s i m a n í v e i s d e R N A o u d e r i b o s s o m a s . U m d o s . r . o d e l o s s u g e r e q u e o m e t a b ó l i t o d , a s s o l a d o à p r o t e í n a R , p r o v o c a r i a a c o m p l e - M i f i c a ç ã o D N A , m R N A , l i c a n d o t a n t o o - N A c o m o o m R N A , p o r t a n t o , i n a t i v o s . O u - • r o s m o d e l o s s u g e r e m q u e o r e p r e s s o r s e -
m n ã o a p r o t e í n a R . m a s o m R N A , , .
l a v r a e s t á e n t r e a s p a s p o r q u e o ê r r o a i p r o v à v e l m e n t e t e m s u a r a z ã o d e s e n : f i n a l m e n t e , o f e n ô m e n o v i d a s u r g e d e u m a i n t e r r e l a ç ã o d o D N A c o m e n z i m a s , p r o t e í n a s c u . ia s í n t e s e d i r i g e a t r a v é s d e u m n ú m e r o g r a n d e d e i n t e r m e d i á r i o s i f i g . 3 2 ' :
15 6
R ev. S o c. B ra s. M ed. T rop .
V ol. IV — X? 2
p o r ,-u m g e n u m a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a " ; f i c a a s s i n a l a d a a q u i u m a e x c e ç ã o p a r a o s g e n s c o n t r o l a d o r e s e p a r a o s g e n s d e t e r m i n a n t e s d e R N A ' s o l ú v e l e r i b o s s ó m i c o . g e n s ê s t e s t a m b é m r e l a c i o n a d o s c o m a s í n t e s e p r o t ê i c a í s i s t e m a d e r e g u l a ç ã o e f o r n e c i m e n t o d e i n t e r m e d i á r i o s » .
A i m p o r t â n c i a d a r e l a ç ã o D N A / p r o t e í - n a s é e v i d e n t e : a c o m p r e e n s ã o d o f e n ô m e n o b i o l o g i c o g a n h a c o m e l a n o v a s d i m e n
-s . e -s n o c é r e b r o d o h o m e m , o -s e r p e n -s a n t e q u e v i v e t e n t a n d o d e s c o b r i r o p o r q u e d a s c o i s a s , q u e a c a b a s e m p r e d e s c o b r i n d o s o m e n t e o c o m o , e q u e , r e s i g n a d o e o r g u - f n o s o p a r a d o x a l c o m o e r e p e t e s e m p r e a s s á b i a s p a l a v r a s d e G o e t h e : “ D a s
s c k i m s t e G l ü c k d e r d e n k e i i d e n M e n s c h e n
ist d a s E r f o r s c h l i c h e e r f o r s c h t z u h a b e u
u n d d a s U n e r f o r s c h l i c h e r u h i g zu v e r e h
-r e n ”.
B I B L I O G R A F I A
1 - B A R R Y , J . M „ “ M o l e c u l a r B i o l o g y : G e n e s a n d t h e C h e m i c a l C o n t r o l o f L i v i n g C e l l s ” , P r e n t i c e - H a l l , I n c . . E n -
g l e w o o d C l i f f s , 1 9 6 4 .
2 — B O N N E R , D . M . , M I L L S , S . E . — “ H e -r e d i t y ” . P -r e n t i c e - H a l l , I n c . , E n g l e w o o d C l i f f s , 1 9 6 4 .
3 — E B E R T , J . D . — “ I n t e r a c t i n g S y s t e m s i n D e v e l o p m e n t ” , H o l t , R i n e h a r t & W i n s t o n . N e w Y o r k , 1965.
4 H A R T M A N . P . E ., S U S K I N D S . R . . - “ G e n e A c t i o n ' ' , P r e n t i c e - H a l l , I n c . , E n g l e w o o d C l i f f s , 1965.
5 R A W . I ., C O L I , W . , “ F u n d a m e n t o s d e B i o q u í m i c a " , E d i t o r a d a U n i v e r s i d a d e d e B r a s í l i a , 1 9 6 5 , V o l. I.
6 — U M B A R G E R , H . E . — - I n t r a c e l l u l a r R e g u l a t o r y M e c h a n i s m s ” , S c i e n c e , 1 4 5 : 07-' - 6 7 8 . 1 964.
B I B L I O G R A F I A G E R A L
1 — B O N N E R , D . M . . M I L L S , S . E .. — “ H e r e d i
t y" ,
P r e n t i c e H a l l . I n c . . E n g l e w o o d C l i f f s , 1 9 6 4 .2 — C O L D S P R I N G H A R B O R S Y M P .
Q U A N T . B I O L . , 21, 19 5 6 i “ G e n e t i c M e c h a n i s m s : S t r u c t u r e a n d F u n c -t i o n ” ).
3 - - C O L D S P R I N G H A R B O R S Y M P .
Q U A N T . B I O L . , 28, 1 9 6 3 ( “ S y n t h e s i s a n d S t r u c t u r e o f M a c r o m o l e c u l e s " 1.
4 — H A R T M A N , P . E ., S U S K I N D , S . R . , — ■‘G e n e A c t i o n ” . P r e n t i c e - H a l l . I n c . . E n g l e w c o d C l i f f s . 1 965.
5 — M C E L R O Y , W . D., G L A S S , B .. — “ A S y m p o s i u m o n t h e C h e m i c a l B a s i s o f H e r e d i t y ” . T h e J o h n H o p k i n s P r e s s . B a l t i m o r e , 1957.
6 — P A V A N , C ., C U N H A , A . B „ — " E l e m e n t o s d e G e n é t i c a ” , C o m p a n h i a E d i t o r a N a c i o n a l , S ã o P a u l o , 1966. 7 — S T A H L , F . W . . — " T h e M e c h a n i c s o f
I n h e r i t a n c e ” , P r e n t i c e - H a l l . I n c . , E n g l e w o o d C l i f f s , 1965.
