CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA

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UNIVERSIDADE DO CONTESTADO - UnC
DENISE UBIALI
ELOIR DIANA CHAVES
RAFAELA MARINOSKI
SAMIRA HIPÓLITO
CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA
CONCÓRDIA-SC
2017
DENISE UBIALI
ELOIR DIANA CHAVES
RAFAELA MARINOSKI
SAMIRA HIPÓLITO
CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA 
Trabalho Acadêmico, apresentado como exigência para obtenção de nota na disciplina de CITOLOGIA, do curso de ENFERMAGEM, ministrado pela Universidade do Contestado – UnC, Campus CONCÓRDIA-SC, sob Orientação do(a) Professor(a) ADRIANA IBELLI.
CONCÓRDIA-SC
2017
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	03
1.1 OBJETIVOS	03
1.1.1Objetivo Geral	03
1.1.2 Objetivos Específicos	03
2 MATERIAL E MÉTODOS	04
2.1 O gene	04
2.2 A transcrição	04
2.3 Controlando a transcrição para resolver problemas	05
2.4 Modificações na cromatina	05
2.5 Controle Pós-Transcricional da expressão gênica	07
3 CONCLUSÃO	08
REFERÊNCIAS	09
1 INTRODUÇÃO
Sabe-se que o organismo humano é composto por trilhões de células e que o DNA genômico estará presente em todos os tipos celulares.
As células diferem quanto a forma e a função, de acordo com o painel de proteínas expresso com cada tipo celular ou tecidual.
A diferença de função de cada tipo celular deve-se ao fato de cada célula selecionar os genes que serão transcritos e os que permanecerão inativos.
O controle da expressão gênica pode ser realizado em diferentes níveis, e é classificado em dois tipos: genômico (ou transcricional) e pós-transcricional.
1.1 OBJETIVOS
1.1.1Objetivo Geral
Compreender como ocorre o controle transcricional da expressão gênica.
1.1.2 Objetivos Específicos
Aprender sobre a transcrição;
Entender como controlar a transcrição para resolver problemas;
Saber sobre o controle pós-transcricional da expressão gênica. 
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 O GENE 
Com a caracterização bioquímica dos ácidos nucleicos e a descoberta do código genético, a definição de gene foi ampliada.
O gene é a unidade fundamental da hereditariedade. Cada gene é formado por uma sequência específica de ácidos nucléicos (biomoléculas mais importantes do controle celular, pois contêm a informação genética. Existem dois tipos de ácidos nucléicos: ácido desoxirribonucléico – DNA- e ácido ribonucléico – RNA).
Os genes controlam não só a estrutura e as funções metabólicas das células, mas também todo o organismo. Quando localizados em células reprodutivas, eles passam sua informação para a próxima geração.
Quimicamente, cada gene é constituído por uma seqüência de DNA que forma nucleotídeos (compostos ricos em energia e que auxiliam os processos metabólicos, principalmente, as biossínteses na maioria das células).
 
Os nucleotídeos são compostos por uma base nitrogenada, uma pentose (açúcar com cinco átomos de carbono) e um grupo fosfato.
A estrutura do gene, no genoma, compreende regiões transcritas, as quais farão parte do mRNA transcrito e suas respectivas regiões regulatórias.
A região transcrita compreende áreas codificadoras, isto é, que contem informação para a estrutura primária da proteína.
Entre os éxons (partes do ADN que são convertidas no RNA de mensageiro maduro (mRNA)), encontram-se introns (são partes dos genes que não codificam directamente para proteínas), região cujas sequências serão retiradas no splicing e não fará parte da estrutura primária da proteína.
2.2 A TRANSCRIÇÃO
A principal forma de regulação da expressão gênica reside no próprio mecanismo de transcrição em si.
A transcrição é o processo de formação de uma molécula de RNA a partir de uma molécula molde de DNA. Neste processo, as fitas do DNA se separam e uma serve de molde para o RNA, enquanto a outra fica inativa. Ao fim da transcrição, as fitas que foram separadas voltam a se unir.
A transcrição é um processo altamente seletivo, pois apenas pequenas porções da fita de DNA é molde é copiada. Isso é muito importante, pois é o primeiro passo da regulação de um gene.
A região responsável pelo controle da transcrição encontra-se a montante do gene, ou seja, antes do primeiro nucleotídeo transcrito. Essa região possui sequências reconhecidas por proteínas específicas.
A principal enzima da transcrição é RNA polimerase, que tem como objetivo a produção de uma molécula de RNA. Os tipos de moléculas de RNA transcritos podem ser divididos em RNA codificadores e não-codificadores:
Codificadores – São moléculas de RNA que contem informação para a produção de uma ou mais proteínas (mRNA).
Não-codificadores – dentre eles há aqueles envolvidos no processo de tradução (tRNA, rRNA) e aqueles com função regulatória (microRNA, small nuclear RNA etc) e RNA anti-senso.
Apesar de seguir a organização antiparalela da dupla fita de DNA, a maquinaria de transcrição pode utilizar ambas as fitas de DNA como molde.
Em eucariotos, a transcrição de um determinado gene requer, além da RNA polimerase, de proteínas assessórias, os fatores de transcrição, que reconhece sequências específicas do DNA na região promotora do gene.
O reconhecimento correto da região promotora garante a transcrição adequada do gene, garantido que a transcrição se inicie em sua posição correta.
A presença ou ausência de sequências reconhecidas por fatores de transcrição pode indicar quais genes devem ser transcritos e quais deve permanecer silenciados em determinado tipo celular ou tecido.
Há três classes de fatores de transcrição:
A primeira compreende os fatores denominados basais ou gerais, os quais são essenciais para o mecanismo de transcrição, porém incapazes de regular esse processo.
A segunda classe de fatores compreende os coativadores, que reconhecem fatores de transcrição basais e medeiam sua interação com a terceira classe de fatores, os ativadores, os quais têm a capacidade de regular quantitativamente a transcrição gênica.
2.3 CONTROLANDO A TRANSCRIÇÃO PARA RESOLVER PROBLEMAS
O sistema lac é um dos mecanismos de regulação da transcrição mais conhecidos e, por conta disso, é um dos exemplos mais utilizados para ilustrar a sofisticação no controle da regulação gênica.
Esse sistema visa ativar ou desativar os genes responsáveis pelas enzimas envolvidas no metabolismo energético da lactose.
Para um organismo unicelular, é importante manter todo o sistema de processamento da lactose ativo caso a lactose seja a única fonte de glicose no meio.
Não há sentido em manter esse sistema ativo, transcrevendo três genes – e, por consequência, traduzindo-os em proteínas – quando não há lactose no meio, ou quando a glicose poder ser obtida com facilidade. Um mecanismo engenhoso foi desenvolvido para ligar e desligar esse sistema.
Na presença de glicose, a proteína ativada por catabolito (CAP) encontra-se dissociada do sítio de regulação do opéron.
Por CAP ser uma importante coativadora da transcrição, o sistema é incapaz de iniciar a transcrição em sua ausência.
Ao mesmo tempo, uma proteína repressora do opéron lac permanece associada ao promotor na ausência de lactose. Esse mecanismo evita o dispêndio de energia.
Na ausência de glicose e presença de lactose, o repressor sofre mudanças conformacionais e dissocia-se da região promotora.
2.4 MODIFICAÇÕES NA CROMATINA
Todo organismo deve interagir com o ambiente, ligando e desligando genes à medida que as condições extracelulares se tornam favoráveis ou desfavoráveis.
Outro mecanismo de regulação da expressão gênica inclui proteínas estruturais presentes na cromatina.
Essas proteínas podem alterar a estrutura secundária do DNA, alterando a acessibilidade de fatores de transcrição ou repressão a uma determinada região regulatória.
Desta forma, a transcrição pode ser silenciada mesmo com a presença dos fatores de ativação da transcrição específicos.
A metilação do DNA também é um importante mecanismo de silenciamento gênico.
A adição de radicais metil é realizada no carbono 5 de citosinas situadas a montante de guaninas(dinucleotídeos CpG).
A presença de grande número de dinucleotídeos de CpG (ilha de CpG) sugere a regulação, da região promotora em que se encontra, por metilação. A metilação da região promotora promove o silenciamento gênico por meio do recrutamento de proteínas que alteram a estrutura secundária da cromatina.
A metilação de DNA provoca a inativação do cromossomo X em fêmeas, pela estabilização de regiões cromossômicas conhecidas como microssatélites e pelo imprinting genômico.
Imprinting genômico:
É um processo genômico que distingue a expressão gênica em relação a origem do cromossomo, materna ou paterna. Procedimento normal, no qual genes específicos são reversivelmente modificados, seguindo um padrão, durante a gametogênese.
2.5 CONTROLE PÓS-TRANSCRICIONAL DA EXPRESSÃO GÊNICA
Splicing alternativo:
Controle qualitativo do produto gênico
Na estrutura do mRNA maduro observamos, além éxons e íntrons, duas regiões que fazem parte do transcrito, porém não contêm informação para a tradução da proteína:
5’ não traduzida (5’UTR), entre o primeiro nucleotídeo transcrito e o primeiro éxon.
3’ não traduzida (3’UTR), após o códon de parada até o inicio da cauda poli-A.
O número de nucleotídeos adenina na cauda poli-A está diretamente ligado a estabilidade do mRNA maduro.
A adição da cauda poli-A ao transcrito é realizada pós-transcricionalmente nos sítios de poliadenilação.Essa complexa edição do mRNA aumenta consideravelmente o leque de proteínas de um organismo a partir de um genoma fixo.
3 CONCLUSÃO
Portanto conclui-se que a expressão gênica ocorre quando a informação contida em um gene é processada em um produto gênico, tal como uma proteína. É possível observar que possui duas etapas bem distintas: a produção de RNAm (chamado de transcrição) e a síntese da proteína (chamado de tradução).
REFERÊNCIAS
IMPRINTING GENÔMICO – Monitor Marcelo Citrin .pdf
Disponível em: genetica.ufcspa.edu.br/seminarios%20monitores/Imprinting.pdf‎
Controle da expressão gênica – Murilo Vieira Geraldo
Lehninger, Albert Laster, 1917 – 1986.
Lehninger princípios de bioquímica/David L. Nelson.
Michel M. Cox; traduzido por Arnaldo Antônio Simões,
Wilson Roberto Navega Lodi -- p. 110. 3. ed. -- São Paulo 2002
MECANISMOS GENÉTICOS REGULATÓRIOS  
Dr. Gene Mayer
Tradução: PhD. Myres Hopkins
Disponível em: pathmicro.med.sc.edu/portuguese/chapter_9_bp