Buscar

Regulação transcricional em eucariotos

Prévia do material em texto

18/05/15 
1 
linfócito 
Neurônio 
Regulação Gênica em 
Eucariotos 
A transcrição em Eucariotos é 
mais complexa 
•  Procariotos e eucariotos unicelulares 
–  Resposta direta à variações ambientais 
•  Nutricionais 
•  Tóxicos 
•  Luz 
•  Eucariotos multicelulares 
–  Resposta a estímulos internos 
•  células estão organizadas em tecidos e órgãos 
–  Transcrição ocorre longe da tradução 
•  Não há acoplamento, resposta lenta 
18/05/15 
2 
 
Exemplos de Sinais que Regulam a 
Expressão Gênica em Eucariotos 
 
•  Hormônios (ex: hormônios esteróides) 
•  Fatores de Crescimento e de Diferenciação Celular 
•  Contato célula-célula (adesão celular) 
•  Alterações nutricionais (resposta é limitada!) 
•  Alterações ambientais (ex: choque térmico) 
Diferentes níveis de regulação da expressão 
gênica em eucariotos 
Controle transcricional 
Controle pós-transcricional 
Controle do transporte do mRNA 
Controle traducional 
Controle pós-traducional 
Remodelagem da cromatina 
18/05/15 
3 
Controle da expressão acontece 
principalmente em nível de 
transcrição 
•  Acessibilidade à cromatina 
•  Iniciação da transcrição 
•  Processamento do RNA 
•  Estabilidade do transcrito 
 
Existe um efeito de posição na 
cromatina 
18/05/15 
4 
Fatores de trasncrição 
(ativadores) recrutam 
histona acetilases (HATs) 
para o complexo de 
iniciação da transcrição 
As histonas desacetilases 
(HDACs) são recrutadas por 
fatores inibitórios e tornam 
a cromatina inacessível, 
podendo redundar no seu 
silenciamento 
Adaptado de Kwaks & Otte, Trends in Biotechnology 24, 137 (2006) 
. 
O grau de acetilação controla a 
acessibilidade da maquinaria de 
transcrição à cromatina 
Modelo de 
funcionamento 
em levedura 
A presença de 
fatores de 
ativação 
desestabilizam 
progressivamente 
o nucleossomo 
18/05/15 
5 
Fatores ativadores podem agir 
junto a cromatina 
Controle da expressão acontece 
principalmente em nível de 
transcrição 
•  Acessibilidade à cromatina 
•  Iniciação da transcrição 
•  Processamento do RNA 
•  Estabilidade do transcrito 
 
18/05/15 
6 
Controle da expressão acontece 
principalmente em nível de 
transcrição 
•  Acessibilidade à cromatina 
•  Iniciação da transcrição 
–  Aparato basal de transcrição 
•  fatores de transcrição gerais e RNA pol 
–  Elementos de Resposta no DNA 
•  Promotor, Enhancer, Silencers, outras sequências 
–  Fatores de transcrição e proteínas acessórias 
•  Processamento do RNA 
•  Estabilidade do transcrito 
 
Elementos que regulam a 
transcrição pela RNA Polimerase II 
•  Elementos que agem em cis 
–  seqüências regulatórias 
•  Elementos que agem em trans 
–  Fatores de transcrição que 
ligam nos elementos cis 
18/05/15 
7 
Os promotores de metazoários 
são mais complexos 
A quantidade de regiões 
regulatórias reflete a 
complexidade organismal 
Adaptado de Lewin, B. (2000) Genes VII/Benjamin Lewin; trad. Henriue Ferreira ... [et al.]. - Porto Alegre: Artmed Editora, 2001. 
Ex: promotor de metalotioneína: proteção contra metais pesados 
Os promotores normalmente 
respondem a múltiplos sinais 
18/05/15 
8 
A maquinaria basal interage com 
os vários elementos ativadores 
Elementos regulatórios são 
preservados filogeneticamente 
Enhancer do gene 
de interferon γ 
18/05/15 
9 
Os fatores de transcrição atuam 
normalmente na forma de dímeros 
Os quatro principais desenhos 
básicos (motivos) para proteínas 
ligadoras de DNA 
•  Dedos de Zinco (zinc fingers) 
•  Zíper de leucina 
•  Hélice-volta-hélice (helix-turn-helix) 
•  Basic Helix-laço-hélice (helix-loop-helix) 
18/05/15 
10 
Zinc-finger 
•  Os dedos de zinco são formados por duas fitas β-
pregueadas anti-paralelas e uma α-hélices 
•  FT deste tipo contêm um ou mais domínios de dedos 
de zinco 
•  Cisteínas e histidinas coordenam o complexo com Zn++ 
Zíper de leucina 
•  são proteínas que apresentam uma hélice 
com repetições periódicas de leucina 
•  Estes domínios dimerizam formando 
 uma super-hélice (coiled coil) 
18/05/15 
11 
Hélice-volta-hélice 
•  São formadas por duas hélices separadas por uma 
volta (turn) 
•  Estrutura típica em repressores procariotos, ocorre 
também em FT eucariótiocos 
Hélice-laço-hélice (HLH) 
•  Relacionado ao domínio de zíper de leucina 
•  contém duas hélices separadas por um laço 
•  Formam dímeros 
18/05/15 
12 
Vários fatores de transcrição 
agem na forma de dímeros 
•  Incluindo os TF das 
famílias dedos de zinco, 
zíper de leucina e HLH 
•  Podem ser homo ou 
heterodímeros 
•  Permite uma maior 
diversidade na resposta 
aos TFs 
O Complexo iniciador da transcrição 
depende de ativadores associados a 
regiões reguladoras distais 
os enhancers 
18/05/15 
13 
Fatores repressores podem 
também agir de diversas formas 
Os insuladores garantem a 
compartimentalização do efeito dos enhancers 
18/05/15 
14 
A metilação da cromatina tem um 
papel importante no silenciamento 
de genes 
O Controle pode ser 
epigenético 
18/05/15 
15 
Quem regula o regulador? 
Adaptado de Lewin, B. (2000) Genes VII 
18/05/15 
16 
Muitos promotores respondem a 
estímulos extra-celulares 
•  Alguns fatores de 
transcrição respondem a 
presença de hormônios 
como a corticóides, 
tiroxina ou ácido 
retinóico 
•  Estes receptores 
hormonais transitam 
entre o citoplasma (na 
forma livre) e o núcleo 
(forma ligada) 
Estes fatores são relacionados 
estruturalmente 
18/05/15 
17 
Estímulos extra-celulares também 
podem vir de fatores protéicos 
•  Hormônios polipeptídicos não são internalizados e 
reconhecem receptores específicos na membrana 
citoplasmática, desencadeando uma cascata de eventos 
que levam a mensagem ao núcleo 
Regulação pelo fator NF-κB 
Nature Immunology 4, 723 - 724 (2003) The Cell 2010 
18/05/15 
18 
Podemos regular a expressão 
gênica com fármacos 
•  O efeito de algumas 
drogas utilizadas no nosso 
dia a dia pode ser 
entendida através de 
circuitos regulatórios 
complexos 
•  Por exemplo os corticóides 
interferem na síntese de 
IkBα que age 
sequestrando o fator 
NFkB, um importante 
fator regulatório que só 
pode chegar ao núcleo 
quando IkBα é degradado 
sob efeito da presença de 
TNF

Outros materiais

Materiais relacionados

Perguntas relacionadas

Materiais recentes

Perguntas Recentes