GA Aula 8 Regulacao Genica em procariotos e eucariotos

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Regulação Gênica em 
procariotos e eucariotos 
Genética Animal 
Seropédica – RJ 
1 
Ministério da Educação 
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 
Instituto de Ciências Biológicas e da Saúde 
Departamento de Genética 
 
Objetivo da aula 
De que modo variam os níveis de transcrição gênica e 
tradução do DNA? 
Como as células ou os vírus percebem mudanças 
ambientais e disparam alterações na expressão 
gênica? 
Quais são os mecanismos moleculares de regulação 
gênica nas bactérias? E nos eucariotos? 
2 
Objetivo da aula 
Como os eucariotos geram muitos padrões diferentes 
de expressão gênica com um número limitado de 
proteínas reguladoras? 
Que papel a cromatina tem na regulação gênica 
eucariótica? 
Quais são as marcas epigenéticas e como 
influenciam a expressão gênica? 
Que papeis as moléculas de RNA desempenham na 
repressão da expressão gênica eucariótica? 
 
3 
Introdução 
“O que é verdade para E. coli também 
é verdade para o elefante” Jacques 
Monod. 
 
As bactérias tem em comum com os 
seres maiores e mais complexos a 
necessidade de regular a expressam 
dos genes. 
São oportunistas nutricionais. 
4 
Regulação gênica em procariotos 
As bactérias desenvolveram sistemas reguladores que 
acoplam a expressão dos produtos gênicos a sistemas 
sensores que detectam o composto relevante em 
ambiente bacteriano local. 
Elas tem que ser capazes de reconhecer condições 
ambientais nas quais devem ativar ou reprimir a 
transcrição dos genes relevantes 
Elas têm de ser capazes de ligar ou desligar, como 
um interruptor, a transcrição de cada gene 
específico ou grupo de genes. 
5 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
A regulação da transcrição depende principalmente 
de dois tipos de interações DNA-proteína. 
Onde começa a transcrição? (primeira interação DNA-
proteína) 
Promotor (sequência no DNA) e RNA polimerase 
(proteína responsável pela transcrição). 
Todo gene precisa ter um promotor ou não será 
transcrito. 
6 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
A regulação da transcrição depende principalmente 
de dois tipos de interações DNA-proteína. 
Ativadores ou repressores se ligam em regiões do DNA 
próximo ao promotor (segunda interação DNA-
proteína) 
Em bactérias o local do DNA onde se ligam os 
repressores recebem o nome de operador. 
7 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
Quando um gene exige uma proteína ligada ao 
operador para ser transcrita temos uma regulação 
positiva. 
Para outros genes uma proteína repressora deve ser 
impedida de se ligar ao DNA nesta temos uma 
regulação negativa. 
8 
Regulação gênica em procariotos 9 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
Como os ativadores e repressores regulam a 
transcrição? 
Uma proteínas ativadora ao ligar-se ao DNA recruta 
a RNA polimerase para o promotor. 
10 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
Como os ativadores e repressores regulam a 
transcrição? 
Uma proteína repressora ligada ao DNA interfere 
fisicamente na ligação da RNA polimerase com o 
promotor (“Dois corpos não ocupam o mesmo lugar 
no espaço...”) 
Bloqueio do inicio da transcrição; ou 
Impede o movimento da RNA polimerase ao 
longo da cadeia do DNA. 
11 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
Proteínas ativadoras e repressoras devem ser capazes 
de reconhecer quando as condições ambientais são 
apropriadas para suas ações e agir de acordo. 
12 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
Desta forma estas proteínas possuem duas formas: 
A que é capaz de se ligar ao DNA 
A que NÃO é capaz de se ligar ao DNA 
A maioria das proteínas reguladoras possuem dois 
sítios diferentes 
Domínio de ligação ao DNA 
Sítio alostérico (onde se liga o efetor alostérico) 
 
13 
Bases da regulação transcricional 
procariótica: interruptores genéticos 
14 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
Vamos analisar o sistema em duas condições: na 
presença e na ausência de lactose. 
Genes estruturais lac (presentes em um único mRNA) 
Permease que transporta a lactose: codificada pelo 
gene Y 
β-galactosidase: codificada pelo gene Z 
Transacetilase: codificada pelo gene A 
Genes controlados coordenadamente 
 
15 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
Componentes reguladores do sistema lac 
Proteína repressora Lac – codificada pelo gene I 
Bloqueia a expressão dos genes Z, Y e A. 
O sítio do promotor lac – o promotor P 
O sítio operador lac – o operador O 
 
16 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
17 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
A indução do sistema lac 
Proteína repressora Lac possui um sitio de ligação 
do operador do óperon lac e um sítio alostérico 
onde a lactose se liga. 
Ao se ligar ao sítio de ligação do operador o 
óperon lac é “desligado”. 
18 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
Quando a lactose ou seus análogos se ligam 
ao sítio alostérico a proteína perde a afinidade 
pelo promotor e neste caso o óperon lac é 
“ligado”. 
O alivio da repressão por sistemas como o lac é 
chamado de indução. 
19 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
20 
Um primeiro exame do circuito 
regulador lac 
21 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
22 
 Três ingredientes para estudar a expressão gênica. 
A indução do sistema lac 
Uma análise bioquímica que quantifique o mRNA 
e/ou a proteína. 
Condições confiáveis em que os níveis de 
expressão difiram em um genótipo tipo selvagem 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
23 
Mutações genéticas que perturbem os níveis de 
expressão. 
No sistema lac a presença de lactose faz com que a 
célula produza 1000 vezes a enzima β-galactosidase 
Aminoácidos marcados radiotivamente 
demonstraram que a presença dos indutores fazia 
com que novas moléculas de enzimas fossem 
sintetizadas. 
 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
24 
Genes controlados juntos. 
Jacob e Monod descobriram que a permeasse e 
a transacetilase também era sintetiza na 
presença do indutor. 
Eles identificaram três genes diferentes 
controlados de forma coordenada. 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
25 
Genes controlados juntos. 
Evidências genéticas do operador e do repressor 
Genética clássica: analisar as consequências fisiológicas 
das mutações. 
Induziram mutações nos genes estruturais e nos 
elementos reguladores 
Indutores sintéticos que não eram degradados pela 
enzima foram utilizados nestes experimentos 
 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
26 
Várias classes de mutações diferentes podem alterar a 
expressão dos genes estruturados do óperon lac. 
Eles queriam avaliar as interações de novos alelos e 
saber que alelos exibiam dominância 
No entanto as bactérias são haploides 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
27 
Eles produziram bactérias parcialmente diploides 
para mutações lac selecionadas. 
Estes estudos permitiram a Jacob e Monod 
distinguissem mutações no sitio regulador de 
DNA (operador lac) de mutações na proteína 
reguladora (o repressor Lac). 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
28 
As mutações no operador revelam que tal sítio é cis-
atuante, istoé, regula a expressão de uma unidade 
adjacente de transcrição na mesma molécula de DNA. 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
29 
As mutações no gene codificador de uma proteína 
repressora revelam que essa proteína é de transatuante, 
isto é, pode atuar em qualquer cópia do sítio alvo do DNA 
na célula. 
Descoberta do sistema lac: controle 
negativo 
30 
Repressão catabólica do óperon lac: 
controle positivo 
31 
 O óperon lac tem um nível adicional de 
controle, de modo que o óperon é inativo na 
presença de glicose, mesmo se também houver 
lactose. Um efetor alostérico, cAMP, liga-se ao 
ativador CAP para permitir a indução do 
óperon lac. Entretanto, altas concentrações de 
catabólitos de glicose produzem baixas 
concentrações de cAMP, deixando de produzir 
cAMP-CAP e, assim, deixando de ativar o 
óperon lac. 
Repressão catabólica do óperon lac: 
controle positivo 
32 
Generalizando a partir do modelo do 
óperon lac, podemos imaginar o 
DNA ocupado por proteínas 
reguladoras ligadas aos sítios 
operadores que elas controlam. O 
padrão exato de ligação depende 
de quais genes são ligados ou 
desligados e se ativadores ou 
repressores regulam determinados 
óperons. 
Repressão catabólica do óperon lac: 
controle positivo 
33 
O óperon lac é um aglomerado de 
genes estruturais que especificam 
enzimas que atuam no metabolismo 
da lactose. Esses genes são 
controlados pelas ações 
coordenadas das regiões do 
operador e promotor cis-atuantes. A 
atividade destas regiões é, por sua 
vez, determinada pelas moléculas do 
repressor e do ativador especificadas 
por genes reguladores 
Controle duplo positivo e negativo: o 
óperon da arabinose 
34 
A transcrição do óperon pode ser regulada tanto por 
ativação quanto por repressão. Os óperons que 
regulam o metabolismo de compostos similares, como 
açucares, podem ser regulados de modos bem 
diferentes. 
No óperon da arabinose é um exemplo no qual uma 
única proteína pode agir como um repressor ou um 
ativador. 
Controle duplo positivo e negativo: o 
óperon da arabinose 
35 
A transcrição é ativada em araI, a região 
iniciadora. O gene araC codifica uma proteína 
ativadora que quando ligada a arabinose se liga 
ao sitio araI e ativa a transcrição do óperon. 
Na ausência de arabinose a proteína araC adota 
uma conformação diferente e reprime o óperon 
ara ligando-se a araI e a outro sítio distante araO 
formando uma alça que impede a transcrição 
Controle duplo positivo e negativo: o 
óperon da arabinose 
36 
Vias metabólicas e níveis adicionais de 
regulação: atenuação 
37 
O óperon de triptofano contém 5 genes (trpE, trpD, 
trpC, trpB, trpA) que codificam enzimas que contribuem 
para a síntese do aminoácido triptofano. 
Vias metabólicas e níveis adicionais de 
regulação: atenuação 
38 
Concentração de triptofano elevado leva a inibição 
da transcrição. 
Proteína repressora Trp (sintetizada pelo gene trpR) 
se liga ao aminoácido e se liga ao DNA. 
Vias metabólicas e níveis adicionais de 
regulação: atenuação 
39 
Atenuação: diminui a síntese do mRNA quando a 
concentração de triptofano é abundante. Este 
mecanismo atua após o inicio da transcrição. 
Vias metabólicas e níveis adicionais de 
regulação: atenuação 
40 
Vias metabólicas e níveis adicionais de 
regulação: atenuação 
Outros óperons para enzimas nas vias de biossíntese 
têm controles de atenuação similares. 
Um segundo nível de regulação nos óperons de 
biossíntese de aminoácidos é a atenuação da 
transcrição mediada pela abundância de aminoácido 
e a tradução de um peptídeo líder 
41 
Vias metabólicas e níveis adicionais de 
regulação: atenuação 
42 
Ciclo de vida de bacteriófagos: mais 
reguladores, óperons complexos 
O ciclo de vida do bacteriófago λ é regulado. 
O bacteriófago λ é um fago temperado que tem dois 
ciclos de vida alternativos; 
Quando uma bactéria normal é infectada por um fago 
λ do tipo selvagem: 
ciclo lítico: o fago se replica e lisa a célula; 
ciclo lisogênico: o genoma do fago se integra ao 
genoma do cromossomo da bactéria como parte 
inerte. 
43 
44 
Ciclo de vida de bacteriófagos: mais 
reguladores, óperons complexos 
Gene cI: codifica um repressor λ, que reprime o centro 
lítico e promove a lisogenia; 
Gene cro: codifica um repressor que reprime a 
lisogenia, permitindo o crescimento lítico 
Estão em competição e se inicia quando o fago λ 
infecta uma célula normal. 
Gene N: codifica um regulador positivo, que permite 
que a RNA polimerase continue a transcrever regiões 
do DNA que de maneira diferente, causariam o termino 
da transcrição. 
45 
Ciclo de vida de bacteriófagos: mais 
reguladores, óperons complexos 
Gene cII: codifica uma proteína ativadora que se liga a 
um sítio que promove a transcrição para esquerda de 
um promotor diferente, Pre (promotor de 
estabelecimento do repressor), que ativa o gene cI. 
Também ativa a transcrição de int. 
Gene cIII: protege a cII da degradação, portanto 
também contribui para a decisão lisogênica. 
Gene int: codifica uma proteína adicional necessária a 
lisogenia, uma integrasse necessária a integração do 
genoma λ ao cromossomo do hospedeiro. 
46 
47 
 
48 
Ligação sequência-especifica de 
proteínas reguladoras 
A especificidade 
biológica do gene 
regulador é devida à 
especificidade química 
das interações 
aminoácido-base entre 
proteínas reguladoras e 
sequências 
determinadas do DNA. 
49 
Ligação sequência-especifica de 
proteínas reguladoras 
 
50 
Fatores sigma alternativos regulam 
grandes conjuntos de genes 
A expressão sequencial de fatores σ alternativos que 
reconhecem sequências promotoras alternativas 
fornece a expressão coordenada de um grande 
número de óperons independentes e genes não 
ligados durante o programa de desenvolvimento da 
esporulação. 
51 
52 
Regulação da gênica em eucariotos 
Como em procarioto, a expressão de genes em 
eucariotos requer a transcrição de DNA em RNA e a 
subsequente tradução de RNA em polipeptídeos. 
 
No entanto, há diferenças nesses processos entre 
eucariotos e procariotos, como já vimos. 
 
53 
Regulação da gênica em eucariotos 
A expressão gênica é mais complexa em eucariotos 
que em procariotos: 
Dividida em compartimentos (membranas), 
Subdivide a célula em organelas. 
As células possuem mitocôndrias, cloroplastos e 
retículo endoplasmático, com suas funções 
diferenciadas. 
54 
Regulação da gênica em eucariotos 
Núcleo: armazena o material genético; 
 
Mitocôndrias e cloroplastos: obtêm energia; 
 
Retículo endoplasmático: transporta materiais para 
dentro da célula. 
55 
Regulação da expressão gênica 
 Lembrando os processos de transcrição e tradução, 
podemos dizer que eles ocorrem em lugares diferentes. 
 
Essa separação física dos processos da expressão 
gênica torna possível a regulação em diferentes locais. 
56 
PROCARIOTO X EUCARIOTO 
Transcrição de DNA controlada 
É mais complexo em eucariotos: 
Os genes são sequestrados no núcleo. 
As células eucarióticas precisam de sinalização 
interna para controlar a transcrição de DNA. 
 
58 
Transcrição de DNA controlada 
É mais complexo em eucariotos: 
A multicelularidade de muitos eucariotos. 
A comunicação intercelular é um aspecto 
importante da regulação da transcrição mediada 
por interações proteínas-DNA. 
Proteínas reguladoras positivas e negativas se ligam 
a regiõesespecíficas do DNA e estimulam ou 
inibem a transcrição (fatores de transcrição). 
 
59 
Recomposição alternativa de RNA 
A maioria dos genes eucarióticos tem íntrons e éxons. 
 
Conforme vimos na transcrição, os íntrons são 
removidos do transcrito de RNA de um gene, para 
que haja a expressão adequada da sequência 
codificadora. 
60 
Recomposição alternativa de RNA 
A maioria dos genes eucarióticos tem íntrons e éxons. 
Genes com muitos íntrons um problema curioso para 
o mecanismos de recomposição do RNA. 
Os íntrons podem ser removidos separadamente, 
ou em combinação (interação entre o 
mecanismo de recomposição e RNA). 
61 
Recomposição alternativa de RNA 
Caso dois íntrons sucessivos sejam removidos 
juntos, éxon entre eles também será removido. 
Assim, o mecanismo de recomposição tem a 
oportunidade de modificar a sequência codificadora 
de um RNA por deleção de alguns de seus éxons. 
62 
Recomposição alternativa de RNA 
Em vez de duplicar genes, ou trechos, a recomposição 
alternativa de transcritos torna possível que um único 
gene codifique diferentes polipeptídios. 
 
Ex.: A expressão do gene para troponina T, uma 
proteína encontrada no músculo esquelético de 
vertebrados, (varia de 150 a 250 aminoácidos). 
63 
Recomposição alternativa de RNA 
Ex.: A expressão do gene para troponina T, em ratos 
possui 18 éxons e mais de 16kb. Seus transcritos tem em 
comum os éxons, 1 a 3, 9 a 15 e 18. Há polipeptídios que 
contém os éxons de 4 a 8. Se o éxon 16 estiver presente 
o 17 não está e vice e versa. 
64 
Figuras eucariotos 
 alternativa 
65 
Controle citoplasmático da 
estabilidade do mRNA 
O mRNA são exportados do núcleo para o citoplasma, 
onde servem de moldes para os polipeptídeos. 
A linha de montagem da tradução continua até a 
degradação do mRNA. 
Outro ponto de controle é a degradação do mRNA. 
Existe mRNA de longa duração e de curta duração. 
66 
Controle citoplasmático da 
estabilidade do mRNA 
mRNA de longa duração podem durar vários ciclos 
de síntese de proteínas, ao contrário dos de curta 
duração. 
 
mRNA de curta duração deve ser reposto por 
transcrição complementar, do contrário, cessa a 
síntese do polipeptídio codificado por ele. 
67 
Controle citoplasmático da 
estabilidade do mRNA 
A longevidade do mRNA pode ser influenciada por: 
Cauda poli A; 
Sequência 3’ UTR não traduzida; 
Fatores químicos como hormônios podem afetar a 
estabilidade do mRNA; 
 
68 
Controle citoplasmático da 
estabilidade do mRNA 
A longevidade do mRNA pode ser influenciada por: 
Também são reguladas pelo miRNA e pelo siRNA, eles 
emparelham suas bases em regiões específicas, 
causando a clivagem e subsequente degradação. 
Funcionam na defesa de vegetais contra infecção 
de RNA vírus; 
Regulam a expressão de genes participantes na 
maturação e do desenvolvimento 
 
69 
Indução da atividade de transcrição 
por fatores ambientais e biológicos 
A expressão eucariótica pode ser induzida por fatores 
ambientais como calor e por moléculas sinalizadoras 
como hormônios e fatores do crescimento. 
70 
Indução da atividade de transcrição 
por fatores ambientais e biológicos 
 Temperatura: os genes do choque térmico 
Quando um organismo é submetido ao estresse por 
temperatura elevada, respondem sintetizando um 
grupo de proteínas que ajudam a estabilizar o meio 
celular interno. (Conservado em procariotos e 
eucariotos) 
71 
72 
A expressão das 
proteínas do 
choque térmico é 
regulada na 
transcrição, onde o 
calor induz 
especificamente a 
transcrição de 
genes 
codificadores 
dessas proteínas. 
Indução da atividade de transcrição 
por fatores ambientais e biológicos 
Moléculas sinalizadoras: genes que respondem a 
hormônios. 
Em eucariotos multicelulares, um tipo de célula pode 
enviar sinais para outro por secreção de hormônios. 
Os hormônios circulam por todo o corpo. 
Hormônios esteróides; 
Hormônios peptídicos. 
73 
Indução da atividade de transcrição 
por fatores ambientais e biológicos 
Hormônios esteróides: é constituída de pequenas 
moléculas lipossolúveis derivadas do colesterol. Em 
virtude de sua natureza lipídica atravessam com pouca 
ou nenhuma dificuldade. Uma vez dentro da célula 
interagem com proteínas citoplasmáticas ou nucleares 
(receptores hormonais). 
O complexo receptor/hormônio formado interage 
com o DNA e atua como fator de transcrição para 
regular a expressão de determinados genes. 
74 
75 
Indução da atividade de transcrição 
por fatores ambientais e biológicos 
Hormônios peptídicos: é constituída de classes de 
cadeias lineares de aminoácidos. Essa moléculas são 
codificadoras de genes. Ex.: insulina. 
Hormônios peptídeos interagem com proteínas 
receptoras ligadas à membranas e ativam um 
sistema sinalizador que regula a expressão de 
genes específicos. 
Transdução sinal – transmissão do sinal 
hormonal através da célula. 
76 
77 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
A transcrição é regulada por interações entre proteínas 
e sequências de DNA localizadas dentro ou perto dos 
genes. 
Sequências de DNA implicadas no controle da 
transcrição: 
Proteínas implicadas no controle da transcrição: 
fatores de transcrição. 
78 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
Sequências de DNA implicadas no controle da 
transcrição: 
A transcrição é iniciada no promotor de um gene, a 
região reconhecida pela RNA polimerase. 
A transcrição também é controlada por fatores de 
transcrição especiais, que se ligam a sequências 
chamadas acentuadores. 
79 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
Sequências de DNA implicadas no controle da 
transcrição: 
Os acentuadores tem ação independente do sentido e 
a distâncias consideráveis para regular a transcrição de 
um promotor de gene. É o que os diferem dos 
promotores. 
A maioria dos acentuadores é específica para o tecido. 
Ex.: pigmentação de partes do corpo, asas, pernas, 
tórax, etc. 
 
80 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
Sequências de DNA implicadas no controle da 
transcrição: 
Como os acentuadores influencia a transcrição do 
gene? 
As proteínas que se ligam aos acentuadores 
influenciam atividades das proteínas que se ligam aos 
promotores, o que inclui os fatores de transcrição basais 
e a RNA polimerase. 
81 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
Proteínas implicadas no controle da transcrição: fatores 
de transcrição. 
Um grande número de proteínas eucarióticas parecem 
ter no mínimo dois domínios químicos importantes: 
Um domínio de ligação ao DNA e 
Um domínio de ativação da transcrição. 
Podem estar próximos ou distantes na molécula. 
82 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
Proteínas implicadas no controle da transcrição: fatores 
de transcrição. 
A ativação da transcrição parece implicar em 
interações físicas entre as proteínas. 
O domínio de ativação da transcrição pode induzir 
mudanças na conformação das proteínas montadas, 
abrindo caminho para que a RNA polimerase inicie a 
transcrição. 
83 
Controle molecular da transcrição em 
eucariotos 
Proteínas implicadas no controle da transcrição: 
fatores de transcrição. 
Os fatores de transcrição têm motivos estruturais 
característicos, como o dedo de zinco, a hélice-volta-
hélice, o zíper de leucina e a hélice-alça-hélice. 
84 
Motivos estruturais em diferentes tipos de fatores de 
transcrição.A. Motivos dedos de zinco no fator de 
transcrição de mamíferos SP1. B. Motivo hélice-volta-
hélice em um fator de transcrição do tipo 
homeodomínio. C. Um motivo zíper de leucina que 
possibilita a dimerização de dois polipeptídeos, 
seguida por ligação ao DNA. D. Um motivo hélice-
alça-hélice que possibilita a dimerização de dois 
polipeptídios, seguida por ligação ao DNA. 
85 
Regulação pós-transcricional da expressão 
gênica por interferência por RNA 
RNA não codificadores curtos podem regular a 
expressão de genes eucarióticos por interação com os 
mRNAs produzidos por esses genes. 
 
Embora a maior parte da regulação ocorra na 
transcrição, foi observada mecanismos pós-
transcricionais com papeis importantes na regulação da 
expressão de genes eucarióticos. 
86 
Regulação pós-transcricional da expressão 
gênica por interferência por RNA 
Alguns desses mecanismos contam com pequenos RNAs 
não codificadores, que interferem na expressão gênica, 
são chamados interferência por RNA – RNAi. 
 
O fenômeno da interferência por RNA conta com a 
participação de pequenas moléculas de RNA 
conhecidas como siRNA e microRNA. 
87 
Regulação pós-transcricional da expressão 
gênica por interferência por RNA 
Os RNAs de interferência curtos e os microRNA são 
produzidos a partir de precursores bifilamentares 
maiores pela a ação de endonucleases tipo Dicer; 
 
Nos complexos de silenciamento induzido por RNA 
(RISC), siRNA, miRNA tornam-se unifilamentos de modo 
que possam ter como alvo sequências complementares 
em moléculas de mRNA; 
88 
Regulação pós-transcricional da expressão 
gênica por interferência por RNA 
O mRNA que é alvo do siRNA é clivado, e o mRNA-alvo 
do miRNA é impedido de servir de molde para a síntese 
de polipeptídios; 
 
Os genomas eucarióticos têm centenas de genes para 
miRNA; 
89 
Regulação pós-transcricional da expressão 
gênica por interferência por RNA 
 Transposons e transgenes podem estimular a síntese de 
siRNA; 
 
A interferência por RNA é usada como instrumento de 
pesquisa para suprimir ou atenuar a expressão de 
genes em células e organismos. 
90 
91 
Expressão gênica e organização da 
cromatina 
Vários aspectos da organização da cromatina 
influenciam a transcrição de genes. 
 
Os cromossomos eucarióticos são constituídos de partes 
aproximadamente idênticas de DNA e proteínas. O 
conjunto desse material é chamado de cromatina. 
92 
Expressão gênica e organização da 
cromatina 
A heterocromatina está associada à repressão da 
transcrição; 
A variegação por efeito de posição é um exemplo da 
regulação epigenética da expressão gênica; 
Variegação: mistura de características normais e 
mutantes em um mesmo indivíduo; 
Epigenética: é usado para indicar que a expressão 
do gene é regulada por um estado hereditário que 
não a sequência real do gene; 
93 
Expressão gênica e organização da 
cromatina 
A transcrição ocorre preferencialmente na cromatina 
com organização frouxa; 
O DNA transcricionalmente ativo tende a ser mais 
sensível à digestão por Dnase I; 
Durante a ativação da transcrição, a cromatina é 
remodelada (facilitam a entrada da RNA polimerase) 
por complexos multiproteicos; 
94 
 
95 
Expressão gênica e organização da 
cromatina 
A metilação de DNA está associada ao silenciamento 
gênico em mamíferos, consiste em uma modificação 
epigenética da cromatina; 
 
A expressão de um gene imprinted é condicionada pela 
origem parental do gene. Ex.: O gene IGF2 de 
camundongos, é expresso quando herdado do pai, mas 
não da mãe. 
96 
Metilação 
 
97 
Imprinting 
98 
Ativação e inativação de 
cromossomos inteiros 
Mamíferos, moscas e vermes têm mecanismos 
diferentes de compensação das diferentes doses de 
cromossomos X em machos e fêmeas. 
 
Organismos com um sistema de determinação de sexo 
XX/XY ou XX/XO enfrentam problemas de igualar a 
atividade de genes ligados ao X. 
99 
Ativação e inativação de 
cromossomos inteiros 
 Três diferentes mecanismos de compensação da dose: 
Inativação, Hiperativação, Hipoativação. 
 Tem uma característica importante em comum, muitos 
genes diferentes são regulados porque estão no mesmo 
cromossomo. 
É possível porque um ou mais fatores que se ligam 
especificamente ao cromossomo X e alteram suas 
atividades de transcrição. 
100 
Ativação e inativação de 
cromossomos inteiros 
A inativação de um cromossomo X em fêmea XX de 
mamíferos é mediada por um RNA não codificador 
transcrito do gene XIST neste cromossomo; 
 
A hiperativação do único cromossomo X em machos de 
drosófila é mediado por um complexo RNA-proteína 
que se liga a muitos sítios nesse cromossomo e estimula 
a transcrição de seus genes. 
101 
Ativação e inativação de 
cromossomos inteiros 
A hipoativação dos dois cromossomos X em 
hermafroditas de C. elegans é mediado por proteínas 
que se ligam a esses cromossomos e reduzem a 
transcrição de seus genes. 
102 
103 
Bibliografia 
ANTHONY JF GRIFFITHS et. al. – Introdução a Genética. 
9ª. Ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2010. cap. 11. e 
cap. 12. 744p. 
 
104