Expressão Gênica

Prévia do material em texto

Thiago Gurgel – TXXIV | UERN 
Genética Humana 
Expressão Gênica – Regulação Transcricional 
• Nosso corpo apresenta uma variedade de 
células, morfologicamente adaptadas para o seu 
funcionamento ideal. 
• Por muito tempo, devido a essa variedade, 
pensou-se que o DNA de células diferentes fosse 
diferente, mas o DNA é o mesmo. 
• Mesmo um determinado tipo celular, 
quando é exposto a condições diferentes, as suas 
características funcionais e morfológicas se alteram 
um pouco, menos o DNA. 
• DNA → Estrutura de biomoléculas 
• O que seria responsável pelas diferenças 
entre as células do organismo? 
• A expressão gênica diferencial. 
• Essa expressão tanto em termos 
qualitativos como quantitativos. 
• Determinado produto gênico pode possuir 
estabilidade num certo tipo celular e no outro uma 
estabilidade diferente. 
• O produto gênico formado a partir de um 
mesmo gene, pode diferir entre as células. 
• O que vai diferenciar uma célula da outra 
serão os produtos funcionais (Proteínas, RNAs 
etc.) que elas irão apresentar - diferenças em termos 
qualitativos (quais produtos estão presentes, e de 
que forma se apresentam na célula) e quantitativos 
(quantidade dos produtos na célula). 
• Passos necessários para a regulação da 
expressão gênica: 
• Assim que RNA vai para o citoplasma, 
existem mecanismos de degradação que 
controlam o tempo que ele passa lá. 
• Em todas essas etapas pode haver o controle 
da expressão gênica. 
• O reconhecimento dos fatores de 
transcrição, do promotor pelos fatores de 
transcrição necessita de interação física, para que 
os grupamentos químicos do fator de transcrição 
reconheçam os grupamentos químicos do promotor 
e com isso a transcrição se inicie. Se algum 
mecanismo impedir essa interação, a transcrição 
não ocorre. 
• Aparato de transcrição basal: aparato 
que promove o início da transcrição. O mesmo em 
todo e qualquer gene e célula. 
 
Podem se alterar as características funcionais e morfológicas, mas o DNA perrmanece o mesmo.
Thiago Gurgel – TXXIV | UERN 
Genética Humana 
• Função dos fatores de transcrição: 
Promover a ligação da RNA polimerase no DNA, 
na posição e direção correta para que se inicie a 
transcrição. 
• É a ação das proteínas regulatórias que irá 
promover o controle dos níveis de transcrição. 
• Essas proteínas regulatórias irão reconhecer 
determinadas sequências no DNA, chamadas 
sequências regulatórias, e a partir daí vão exercer 
sua função, aumentando ou diminuindo o nível de 
transcrição. 
• Um gene pode ser regulado por múltiplas 
regiões regulatórias e em média, um gene interage 
com 3,9 regiões regulatórias. 
Ação da Proteínas Regulatórias 
• Proteínas Ativadoras Transcricionais: 
ligação a sequências acentuadoras (“Enhancers”) e 
aceleração da taxa de iniciação da transcrição. 
• Uma das formas é atuando como facilitador 
da reunião do aparato de transcrição do promotor. 
• Uma outra forma é por remodelagem de 
cromatina. → Influencia na interação física do 
fator de transcrição e o DNA. 
• A união do DNA com fatores proteicos 
promove condensação do DNA, se ele está bem 
condensado, não tem condições de ser reconhecido 
pelos fatores de transcrição. (DNA muito 
condensado é um DNA que está pouco expresso). 
• As proteínas ativadoras promovem uma 
descompactação do DNA. Deixam a cromatina 
menos condensada. 
• Cromatina mais frouxa → é uma 
cromatina mais expressa. 
• Repressores transcricionais: fatores que 
diminuem a taxa de transcrição. 
• Atuam condensando o DNA ou atrapalham 
a ação dos ativadores. 
• Se ligam a sequências silenciadoras 
(“Silencers”). 
 
Promoção de uma remodelação da cromatina, 
deixando-a menos condensada e facilitando o 
reconhecimento/ interação do DNA com os fatores de 
transcrição e, subsequente, a transcrição. 
Por que ajuda os fatores a lerem essas transcrição.
Thiago Gurgel – TXXIV | UERN 
Genética Humana 
• Esse conjunto de proteínas regulatórias 
são individuais a célula. 
• O padrão individual de transcrição gênica 
pode ser parcialmente explicado pela ação 
combinada dessas proteínas regulatórias. 
• O número de proteínas ativadoras e 
repressoras que uma célula tem vão determinar o 
nível de transcrição gênica. 
Características das Células Diferenciadas 
• Manutenção estável do padrão de 
expressão gênica. 
• Transmissão estável do padrão de expressão 
gênica para suas células filhas. 
• Pode modificar por ação de fatores 
externos. 
Mecanismos Epigenéticos 
• Transmissão estável do grau de 
compactação da cromatina, após a divisão celular, 
nas diferentes regiões do genoma. 
• Não altera sequência de nucleotídeo. 
• Podem induzir alteração química no DNA 
ou nas histonas. 
• Transmissão do perfil de metilação do DNA 
• Transmissão das modificações das histonas 
• RNAs não codificantes. 
• Metilação do DNA: mecanismo de 
compactação. Adição de um radical metil em um 
nucleotídeo do DNA. Essa metilação ocorre quase 
que exclusivamente na Citosina ligada por ligação 
fosfodiéster a uma Guanina. 
• Metilação e regulação da expressão 
gênica: um DNA metilado é reconhecível por 
fatores que promovem condensação do DNA. 
Fatores que remodelam a cromatina, que induzem 
modificações químicas nas histonas também. DNA 
metilado é DNA pouco expresso. 
• Transmissão estável do perfil de 
metilação: esse perfil de metilação é transmitido 
fielmente à medida que a célula se divide. 
• A enzima que promove a manutenção dessa 
metilação, a metil-transferase, só vão metilar 
Mecanismo epigenéticos
Thiago Gurgel – TXXIV | UERN 
Genética Humana 
Citosinas ligadas a Guaninas que se encontram 
pareadas com um outro CTG previamente 
metilado. 
Modificações da Histonas 
• O primeiro nível de compactação do DNA 
é a sua associação com o núcleo de proteínas 
histonas. 
• DNA + Histonas = Nucleossomos. 
• Modificações das histonas: As histonas 
são de 5 tipos diferentes. 
• As caudas N-terminais das histonas são 
áreas muito importantes para a regulação gênica. 
• São altamente sujeitas a adição e retirada 
de radicais químicos que também funcionam como 
sinais para o remodelamento da cromatina. 
• Metilação do DNA e modificação das 
histonas são características diretamente 
influenciadas pelo meio ambiente.