Organização do material genético: cromatina - cromossomo

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Organização do material genético: cromatina -
cromossomo
Organização cromossômica
➔ Vírus e Procariotos
◆ Moléculas de DNA organizadas em domínios com super helicoidização
negativa
◆ Genes em um só cromossomo (na maioria), ou seja, em uma só molécula
de DNA ou RNA
◆ DNA associado a proteínas e RNA (nucleóide)
◆ 2 níveis:
● Formação de 40-50 alças
● Super-helicoidização (Topoisomerase e proteínas)
◆ Vírus:
● Poucos genes
● Vírus de RNA: 4 genes
● Vírus de DNA: 9-11 genes
◆ Procariotos:
● +/- 2-5 mil genes
● A maioria em um único cromossomo, com exceção do Vibrio
cholerae que tem 2 cromossomos
➔ Eucariotos
◆ Precisa de uma configuração extremamente condensada (dobrada ou
espiralada)
◆ O DNA eucariótico é compactado em um conjunto de cromossomos
◆ Cada cromossomo é composto por uma única molécula linear de DNA
associada a proteínas envolvidas na sua compactação (histonas e não
histonas), além de outras proteínas e moléculas de RNA (necessárias para
expressão gênica, replicação e reparo do DNA)
● Proteínas não-histonas
○ Estruturais
○ Ácidas
○ Formam o arcabouco do cromossomo
○ Constituem o cinetocoro
○ Presentes nas etapas de condensação máxima
○ Presentes em grande número, sendo variáveis em diferentes
tipos celulares
○ Estão envolvidas em processos como
◆ Replicação e reparo do DNA
◆ Transcrição
◆ Regulação gênica (ativa e reprime)
● Proteínas histonas
○ Básicas (20-30% = Arg + Lys)
○ Simples, pequenas e estáveis
○ Presentes na cromatina de todos os eucariotos
(conservadas)
○ 5 classes: H1, H2A, H2B, H3 e H4 (todas menos H1 estão
presentes no octâmero de histonas)
Níveis do acondicionamento de DNA nos cromossomos
➔ DNA (2nm) - nucleossomos
◆ Iº nível: unidade estrutural básica da cromatina
◆ DNA + dímeros ; 4 histonas + H1 (octâmero)
◆ Redução de 6-7 vezes o DNA
➔ Fibra do nucleossomo - fibra de cromatina (30nm)
◆ Unidade fundamental da organização da cromatina
◆ 6 nucleossomos por volta (H1 no interior)
◆ Modelos propostos:
● Solenóide
○ Seguem a mesma trajetória “helicoidal”
○ Interações sequenciais (1, 2, 3…)
● Zigue-zague
○ Conexão entre nucleossomos opostos
○ Nucleossomos alternantes se tornam parceiros e interagem
➔ Não histonas formam um arcabouço - cromossomos metafásicos
◆ Estruturas em alças
◆ Cromômeros adjacentes se fundem formando estruturas maiores (bandas
cromossômicas)
◆ Condensina: circula as alças de 300 nm
Organização do DNA
Regiões especializadas dos cromossomos
➔ Origens de replicação
◆ Centrômero: direcionamento dos cromossomos (cromátides) na anáfase
◆ Telômeros: extremidades; sequências repetidas; impedem a degradação e
a fusão das extremidades; facilitam a replicação dessas regiões sem
perda de material
➔ A composição e organização da cromatina influenciam a expressão gênica
◆ Remodelagem da cromatina
● A cromatina não é estática
● Os nucleossomos são alterados por complexos multiproteicos
● Facilitam a ação da RNA polimerase (transcrição)
◆ Acetilação das histonas
● Reduz a afinidade entre histonas - DNA
● Neutraliza carga positiva das histonas, diminuindo a interação das
terminações N das histonas com fosfatos negativos do DNA
● A cromatina condensada é transformada em uma estrutura
relaxada
● Facilita acesso da RNA pol. e FTs
● Acetilação: realça a transcrição
● Desacetilação: reprime a transcrição