Biologia Molecular - Empacotamento do DNA.ppt

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
O DNA e a cromatina
Prof. Dr. Vitor Melo
*
*
*
*
O dogma central
Mas como o DNA está compactado no núcleo?
Como acontecem os processos de transcrição e tradução?
Como a estrutura física dos processos funciona, minuciosamente?
*
*
Descoberta da CROMATINA
Descobriu uma estrutura celular que era altamente afim a corantes básicos
Chamou-a de cromatina
Essas estruturas poderiam ser vistas no núcleo em pedaços
Cromossomos (corpos corados)
Estudou a divisão celular em salamandras (mitose)
Walther Flemming
1843–1905
Médico e Biólogo alemão, fundador da citogenética
Descoberta e publicação da mitose (1888)
*
*
Teoria cromossômica
Sutton (1902-3) mostrou, através de estudos em células germinativas de gafanhotos, que os cromossomos eram responsáveis pela base física da herança mendeliana
Boveri descobri que os ouriços do mar precisavam ter todos os cromossomos em ordem para que seu desenvolvimento embrionário ocorresse de forma perfeita
Descobriu também que no câncer havia alteração cromossômica e que isso leva à reprodução descontrolada
 
Walter Sutton 1877 - 1916
Thomas Morgan 1866 –1945
*
*
Eucromatina e Heterocromatina
Emil Heitz, 1928
A heterocromatina do musgo
Eucromatina: menos corada, cromossomos menos condensados, representa os genes ativos
Heterocromatina: mais corada, cromossomos mais condensados, representa os genes inativos
Fez estudos citológicos em 115 espécies de plantas, além de drosófilas e outros dípteros
Emil Heitz 1892 - 1965
*
*
Cromossomos
Anatomia cromossomal
Centrômero
Telômeros
Braço longo
Braço curto
Cromátides
*
*
Cromatina
Linfócito humano
Linfócito de rato
Cromatina
Regiões mais coradas – heterocromatina
Regiões menos coradas - eucromatina
Cooper, 1959
Heterocromatina e cromatina são diferentes biofisicamente, mas tem um mesmo arranjo básico estrutural como DNA
*
*
Inativação do cromossomo X
~1960: Uma das duas cópias do cromossomo X de fêmeas de mamíferos é inativada
O cromossomo X extra fica em estado de heterocromatina
Compensação de dose
Escolha aleatória mas continua por toda a vida (em marsupiais é sempre o X paterno inativado)
Alguns genes podem fugir à inativação 
*
*
Empacotamento do DNA
*
*
Cromatina, cromossomos e meiose
*
*
Mecanismo molecular para formar a eucromatina X heterocromatina
Histonas
Descobertas por Kossel ainda no século XIX (1884)
Proteínas mais conservadas entre os organismos
Carregadas positivamente (Lys + Arg)
DNA dá 1,7 voltas no octâmero
*
*
Octâmero de Histonas, o nucleossomo
Formado por 146 bp
Ligado a outro nucleossomo por uma região ligadora (linker), contendo entre 10 e 80 bp
*
*
Estrutura da cromatina eucariótica
Empacotamento de nucleossomos como um
octâmero de histonas:
 2X	H2A	H3
	H2B	H4
	H1
	
*
*
Estrutura e função da cromatina
Papel estrutural: empacotamento do DNA
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
*
*
Modificações que diminuem a carga positiva das proteínas abrem a cromatina
*
*
Modificações pós-traducionais nas histonas influenciam a expressão gênica
*
*
*
*
Compactação do DNA
É compreendida hoje a relação das histonas com o DNA
Entretanto há uma série de proteínas que formam as fibras da cromatina cuja ação não é bem compreendida
*
*
Remodelamento da cromatina
Vários estudos modernos são feitos com relação ao remodelamento dinâmico da cromatina em células interfásicas
Estudos recentes parecem mostrar não haver estrutura de nucleossomos em regiões de promotores e origens de replicação
Nucleossomos são removidos em condições de estresse, permitindo transcrição
*
*
Conclusões
O DNA das células está empacotado no núcleo
Este empacotamento se dá através da associação do DNA (-) com proteínas chamadas histonas (+)
As histonas permitem a regulação da expressão gênica ao abrirem ou fecharem a cromatina, permitindo o acesso ao DNA por outras proteínas (fatores de transcrição)
*
*
OBRIGADO!
Aula disponibilizada pelo Prof. Dr. Francisco Prosdocimi.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*