Controle da expressão gênica em eucariotos

Prévia do material em texto

DNA RNA protein
Expressão gênica em 
procariotos x eucariotos
- membrana nuclear: ausente presente
- cromatina: ausente presente
- transcrição: policistrônica monocistrônica
- presença de operons: presente ausente
- RNA polimerase:holoenzima + sigma multimérica
- afinidade por DNA: alta baixa
- fatores de transcrição: ausente vários fatores
- transdução de sinal: ausente vários mecanismos
- processamento do RNA: ausente presente
- níveis de controle: transcricional vários
Estrutura do genoma em eucariotos e procariotos
Níveis de Controle da expressão gênica
• Pre-transcricional (modificações da cromatina)
• Transcricional
• Post-transcricional
- Processamento do mRNA
- Transporte núcleo/citoplasma do mRNA 
- Estabilidade/degradação do mRNA
- Trandução
- Modificação na proteína
• Papel estrutural: empacotamento do DNA no núcleo
• papel regulatório: controle do acesso da maquinaria de 
transcrição:
Exemplo:
histonas acetilases
histonas desacetilases
Ligação de fatores
de transcrição e
Acetilação de histonas
 desempacotamento 
da cromatina
 ativação da expressão 
gênica
Histonas desacetiladas
 cromatina fechada
 expressão gênica inativa
Papel estrutural e regulatório da cromatina
+
+/-
+
-
+
Diminuição das cargas positivas das 
histonas por modificação de Lys
X
Menor interação DNA-histona
Ativação do gene 
Elementos em cis controlam a transcrição de genes eucariotos
Iniciação da transcrição
Estruturas similares de ativadores/repressores procarióticos
dedos de zindo
hélice loop hélice
ziper de leucina
hélice volta hélice
Motivos estruturais de fatores 
de transcrição eucarióticos
Diferenças na expressão gênica:
genes com splicing alternativo
Cromossomo 22 humano: 59% dos genes sofrem splicing alternativo
(média de 2,6 transcritos/gene)
WT1 (Wilms Tumor) gene: Zn finger com 24 isoformas: 
splicing alternativo exons 5 e 9
códons de iniciação alternativos
Processamento alternativo do gene WT1
Processamento alternativo do mRNA e a determinação de 
sexo em Drosophila
Transporte de mRNAs para o citosol
• Células eucarióticas: mecanismos de 
controle de qualidade  reconhecem e 
degradam mRNAs aberrantes
• NMD – decaimento mediado por mutações 
nonsense: relação espacial entre o códon 
de terminação e outras características do 
RNA
Behm-Ansmant, et al, 2007
• NMD acelera deadenilação, decapping 
e clivagem endonucleotídica
• Leveduras: decapping independente 
de deadenilação
• P-bodies 
• Aglomerados de mRNPs não tradutores
• Controle traducional
• Armazenamento de mRNA  tamanho e 
número
-enzimas decapping – Dcp1 e Dcp2
-ativadores de decapping – Dhh1p, Pat1p 
e Lsm-7p 
- exonuclease 5’-3’ Xrn1p
Em procariotos: mRNA policistrônico, várias ORFs, 
cada uma c/ RBS (sítios de entrada do ribossomo)
Em eucariotos: mRNA monocistrônico, 
interação entre proteínas que se ligam a cauda poliA
e proteínas do Complexo de Iniciação
Controle traducional