Regulação da expressão genica

Prévia do material em texto

REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA
Diferenciação gênica:
● As células são diferentes pois possuem RNA e proteínas diferentes
● Expressam genes diferentes através da regulação da expressão genica
Fluxo da informação gênica:
DNA (replicação) - transcrição - RNA - tradução - PROTEÍNA
Regulação da expressão gênica:
● Expressão gênica diferencial
● Tecido específico
● Tempo específico
Níveis de regulação da expressão gênica:
DNA compacto
Alteração da estrutura - DNA relaxado
Transcrição - Pré-mRNA
Processamento de mRNA - mRNA processado
Estabilidade do RNA/ tradução - Proteína (inativa)
Modificação pós-tradução - Proteína modificadora (ativa)
Remodelação da cromatina
● Heterocromatina: (-10% da cromatina)
● Eucromatina: mais “relaxada” transcricionalmente mais ativa
● Modificações na estrutura da cromatina: silenciamento gênico devido à metilação do
DNA, associado a condensação da cromatina (desacetilação de histonas) e perda
de acesso dos fatores de transcrição ao DNA.
● Metilação do DNA
● Complexos de remodelação de cromatina
● Histonas desacetilases
● Modificações na estrutura da cromatina: metilação do DNA, associado a
condensação da cromatina e perda de acesso dos fatores de transcrição ao DNA
- inativação do X
- Imprinting genômico
Regulação da expressão genica:
● Expressão Constitutiva: Taxa de expressão constante
● Expressão regulada: Taxa de expressão variável
Controle transcricional da expressão gênica
● Etapa da iniciação
● Sequência promotora: interação RNA polimerase
● Sequências reguladoras (operadoras):
- 10bp respondem a um único sinal (bac)
- 10. 000pb integram vários sinais (eucarioto)
Regulação negativa: repressor impede transcrição
Regulação positiva: ativador promove transcrição
Sequências reguladoras da transcrição
● Sequências específicas de DNA
● Reconhecidas por proteínas reguladoras
● Interação proteína reguladora - Sequência reguladora de DNA
- Altamente específica
- Muito forte (~20 Contatos proteína- DNA)
- Atua como comutador do processo de transcrição: ativação ou repressão
Controle transcricional da expressão gênica em procariotos
● Sistema liga-desliga - operou triptofano em E.coli
- Sequência promotora
- Sequência Reguladora (operadora) dentro do promotor
- Proteína reguladora: repressor do operou triptofano
- Proteína + triptofano: capaz de interagir com operador
Controle transcricional da expressão gênica em eucariotos
● RNA polimerase necessitam Fatores de transcrição para iniciar - montagem
complexo de iniciação
● Várias sequências reguladoras localizadas próximas e/ou a milhares de nt a
montante e/ou a jusante do promotor - ‘'enhancer’’
● Proteínas Reguladoras:
- Tipo de PR e localização da SR são distintos para cada gene
- Interferem na montagem complexo de iniciação da transcrição
- Formação de alças no DNA aproxima PR ligadas a milhares de nt do promotor
- Ativadoras: facilitam montagem complexo de iniciação da transcrição
- Repressoras: atrapalham montagem complexo de iniciação da transcrição
● Controle combinatorial:
- Genes com sítios para interação de vários Ativadores e repressores
- Combinação específica de diferentes PR irá controlar o início da transcrição
- Fatores ativadores e inibidores podem também interagir por competição ou por
interação direta
● Mas uma única Proteína Reguladora pode ser decisiva para ativar ou reprimir a
transcrição
● Uma PR pode completar a combinação necessária para ativar ou reprimir
● Uma mesma PR pode completar a combinação de vários genes diferentes: controle
expressão de vários genes diferentes
● Ex: Proteína receptora de glicocorticóides: PR + Cortisol: capaz de interagir com
sequência reguladora específica em vários genes estimulando sua expressão -
enzimas hepáticas de neoglicogênese
● Fatores extracelulares podem ativar Proteínas Reguladoras
- Proteína regulador= receptor p/ hormônio
- Fator extracelular= hormônio
Regulação da estabilidade de RNAm
1) O RNA bifilamentar é clivado pela enzima Dicer…
2) ...para produzir pequenos RNA de interferência (sRNA)
3) Os sRNA associam-se ao complexo protéico RISC…
4) ...e emparelham-se com sequências complementares no mRNA
5) O complexo cliva o mRNA
6) Após a clivagem, o mRNA é degradado
1. Outras regiões bifilamentares das moléculas de RNA são clivadas por dicer…
2. ...para produzir microRNA
3. Alguns mRNA associam-se ao complexo protéico RISC e emparelham-se de modo
imperfeito com um mRNA
4. … o que leva à inibição da tradução
● Silenciamento de RNA - pós-transcricional
● Induz degradação ou inibe tradução do RNAm
● Controle da expressão de ferritina por IRE (elemento de resposta a ferro)
● Altos níveis Fe- IRE se liga ao ferro e libera a expressão de ferritina