Regulação da expressão gênica em eucariotos

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Regulação da expressão gênica 
Monitoria de Genética Humana – UFPE 
Larissa Albuquerque  Aula 3 
*A regulação da expressão gênica em eucariotos é 
mais complexa que nos procariotos, devido à 
compartimentalização da célula eucariótica. 
*A regulação pode ocorrer no núcleo, em nível de 
DNA ou RNA, ou no citoplasma, em nível de RNA ou 
polipeptídio, pois a subdivisão das células 
eucarióticas em organelas separa fisicamente os 
processos de expressão gênica. Dessa forma, a 
regulação pode ocorrer na transcrição, 
processamento ou tradução. 
 
Regulação temporal e espacial 
*A regulação temporal se dá pelo tempo de 
desenvolvimento do indivíduo, visto que recém 
nascidos e adultos possuem necessidades 
diferentes, possuirão também transcrição de genes 
diferentes. 
*A regulação espacial está relacionada com a 
expressão diferente de genes a depender do tipo de 
célula e tecido. 
Recomposição alternativa de RNA 
*O splicing alternativo permite que um mesmo pré-
mRNA possa gerar diferentes proteínas em tecidos e 
períodos de desenvolvimento distintos. Isso ocorre 
por meio da remoção dos íntrons e união dos éxons, 
que pode acontecer de maneiras distintas, 
aumentando a variabilidade genética. 
Controle da estabilidade do mRNA 
*O mRNA é exportado para o citoplasma e pode ser 
traduzido pelos ribossomos até a sua degradação, 
que é um ponto de regulação da expressão gênica. 
Então, os mRNA de longa duração passam por 
diversas rodadas de replicação, enquanto que os de 
curta duração sobrevivem a menos rodadas. Dessa 
forma, quanto maior for a estabilidade do mRNA, 
maior será o seu tempo de meia vida e maior será a 
produção de proteínas, pois mantêm mais ciclos de 
síntese proteica. 
*É importante ressaltar que a longevidade do RNA 
mensageiro pode ser influenciada por vários fatores, 
como a estabilidade garantida pela cauda poli A e a 
regulaçãos pelos pequenos RNA de interferência 
(siRNA) ou microRNA (miRNA). 
Transcrição do DNA controlado 
*A transcrição só ocorre quando há necessidade e é 
induzida por fatores ambientais e biológicos. 
*A transcrição pode ser induzida por fatores 
ambientais como a temperatura. Quando os 
organismos são submetidos ao estresse de 
temperatura elevada, ocorre a síntese de proteínas 
que auxiliam na estabilização do meio celular interno, 
as chamadas proteínas do choque térmico. 
• Proteínas do grupo Chaperonas: tentam 
manter a forma e a função da proteína na sua 
conformação inicial, apesar da alta 
temperatura. 
• A HSP70 é a proteína do choque térmico de 
peso molecular 70 que, quando é 
ultrapassada a temperatura de 33ºC, ocorre a 
sua transcrição em RNA que passa pelo 
processamento e tradução da proteína 
HSP70, induzida pelo fator de transcrição do 
choque térmico (HSTF). 
• As proteínas do choque térmico têm sua 
transcrição bloqueada e só são transcritas 
caso seja atingida determinada temperatura. 
 
*A transcrição também pode ser regulada por 
moléculas sinalizadoras, como os hormônios. 
• Hormônios esteroides: são moléculas 
lipossolúveis derivadas do colesterol. Como 
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tem natureza lipídica, conseguem atravessar 
a membrana celular facilmente ou com pouca 
dificuldade. Ao adentrar na célula, os 
hormônios esteroides interagem com os 
receptores hormonais, formando o complexo 
receptor/hormônio. A partir disso, interage 
com o DNA e atua como fator de transcrição 
para regular a expressão genética. Alguns 
exemplos dessa classe de hormônios são a 
testosterona, glicocorticoides, estrogênio e 
progesterona. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Hormônios peptídicos: são formados por 
cadeias de aminoácidos e, por serem grandes 
demais, não conseguem atravessar 
livremente a membrana celular. Por isso, é 
preciso que seus sinais sejam transmitidos 
para dentro das celular por meio de proteínas 
receptoras ligadas à membrana. Essa 
interação provoca uma cascata de mudanças 
dentro da célula, sendo o sinal hormonal 
transmitido do citoplasma celular até o núcleo, 
regulando a expressão de genes. Esse 
processo é conhecido como transdução de 
sinal. Alguns exemplos de hormônios 
peptídicos são a insulina, somatotropina e 
prolactina. 
Regulação pós-transcricional 
*Apesar da regulação gênica ocorrer principalmente 
na transcrição, ela também ocorre após a transcrição 
por meio de RNA não codificadores curtos pela 
interação com mRNA, sendo conhecida como 
interferência por RNA (RNAi). 
*O RNA de fita dupla é rompido por uma enzima, 
produzindo o siRNA de fita simples ou o miRNA e se 
pareiam com proteínas, formando o complexo 
silenciador induzido pelo RNA (RISC). Tanto o siRNA 
quanto o miRNA atuam por meio dos mecanismos de 
clivagem do mRNA, inibição da tradução, 
silenciamento da transcrição ou degradação do 
mRNA. Ou seja, ao interagir com o mRNA, a 
expressão do gene que o produziu é impedida. 
Organização da cromatina 
*A cromatina é a associação de DNA com proteínas, 
sendo a principal as histonas, e pode ser classificada 
em heterocromatina e eucromatina de acordo com a 
sua organização. A unidade fundamental da 
cromatina é o nucleossomo, formado por um 
octâmero de histonas, contendo duas cópias de H2A, 
H2B, H3 e H4, com cerca de duas voltas de DNA. 
*A heterocromaina é inativa, condensada e de 
coloração intensa, já a eucromatina é ativa, 
descondensada e de coloração fraca. 
Metilação do DNA: 
*Ocorre a metilação (adição de grupamento metil) 
das bases de citosina na estrutura da cromatina 
associada à transcrição, provocando a repressão da 
transcrição. 
*A metilação é mais comum em bases citosinas 
adjacentes aos nucleotídeos guanina (CpG) e muitas 
regiões com essas sequências CpG são chamadas 
de ilhas CpG. Essas regiões estão associadas com a 
repressão da transcrição. 
*A metilação é transmitida geneticamente e pode 
ocorrer por influência ambiental. 
*Pode ser transmitido geneticamente. 
*Pode ocorrer por influência ambiental. 
Imprinting: 
*Ocorre quando a expressão de determinado gene é 
condicionada pela sua origem parental, por meio da 
marcação de grupo metil de um ou mais 
dinucleotídeos de CpG. 
 
 
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Referências: 
• Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, 
Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia 
Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2017. 
• Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. 
Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. 
ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016.