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Aula 6   Controle da expressão gênica em eucariontes

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE MEDICINA VETERINÁRIA
BASES DA BIOLOGIA MOLECULAR
 Prof. William Volino 
 
CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA EM EUCARIOTOS
 
 
 
						
Fluxo da informação na célula
Dogma central da Biologia Molecular
 
 
 
						
Considerações sobre as proteínas
 - Determinam a estrutura, as atividades enzimáticas, as interações com o ambiente e o funcionamento da célula
 Diversas proteínas são produzidas pelas células em quantidades e momentos diferentes
 Proteínas que são requeridas continuamente são produzidas de forma constante
- Outras são produzidas apenas quando necessárias
 
 
 
							
Importância do controle da expressão gênica
- Em uma célula não são todos os genes que precisam ser e que são expressos ao mesmo tempo
- A maioria dos genes estão silenciados
- A regulação da expressão gênica reduz o custo energético da síntese de proteínas
- As células diferenciadas se caracterizam por possuir um padrão diferenciado de expressão dos seus genes, uma vez que a constituição gênica permanece inalterada
 
 
 
							
Etapas da regulação da expressão gênica
- Em eucariotos é complexa devido a diversidade de células que apresentam e com padrões diferentes de expressão
- A regulação da expressão gênica pode ocorrer em diferentes etapas da sua expressão
Controle transcricional
Controle do processamento do RNAm (splicing alternativo)
Controle do transporte do RNAm
Controle da degradação do RNAm
Controle da tradução 
Controle da função das proteínas
 
 
 
			
	
 
 
Procarioto x Eucarioto
 
			
	
Etapas da expressão gênica
 
 
 
Controle transcricional
- Proteínas regulatórias (fatores de transcrição) se ligam aos sítios específicos do DNA (sequências regulatórias)
	
- As diferenças observadas de padrão de transcrição das células se deve a um conjunto de fatores de transcrição que interagem entre si em combinações diferentes
 
 
1 – Sequências reguladoras
 Promotor 
 Próximo ao sítio de início da transcrição
 Local onde a RNA polimerase II se liga, após os fatores de transcrição
 
 
b) Sequências de ação cis próximas ao promotor
 Local onde se ligam proteínas que auxiliam a ligação da RNA polimerase II ao promotor
 
 
c) Sequências de ação cis distantes do promotor
Acentuadores: se ligam proteínas ativadoras, que aumentam a taxa de transcrição
Silenciadores: se ligam proteínas repressoras, que diminuem a taxa de transcrição
 
 
2 – Fatores de Transcrição
 São proteínas que se ligam ao DNA ou a outras proteínas formando um complexo de transcrição
 Auxiliam na ligação e permanência da RNA polimerase II 
 Possuem pelo menos dois domínios
De ligação ao DNA – reconhecimento químico entre os aminoácidos e as bases nitrogenadas
De ligação às outras proteínas – RNA polimerase II e outras proteínas
 
 
 
 
 Exemplos de fatores de transcrição
Fatores de transcrição basal – requisitos mínimos para a RNA polimerase II iniciar a transcrição
Proteínas ativadoras e repressoras – se ligam aos acentuadores e silenciadores
Co-ativadores – integram sinais dos ativadores
Proteína de ligação ao TATA boxe 
 
 
 
 
Complexo de transcrição
 
 
3 – Regulação histoespecífica
 Cada tecido possui células com expressão gênica diferenciada
 O controle é feito por ativadores e repressores, que podem estar presentes em determinados tecidos e ausentes em outros, interagindo com os acentuadores e silenciadores
 Os diferentes padrões de expressão determinam as características que as células daquele determinado tecido possuem
 
 
4 – Regulação hormonal da expressão gênica
 Os hormônios interferem na expressão gênica de acordo com seus mecanismos de ação
Hormônios lipossolúveis
 Atravessam as membranas das células e chegam ao núcleo, onde se ligam aos seus receptores, que são fatores de transcrição
- O complexo hormônio-receptor se liga á sequência reguladoras que são elementos de resposta hormonal
 
 
 
 
b) Hormônios hidrossolúveis
 Se ligam à receptores de membrana na célula
 Através de segundos mensageiros causam ativação por fosforilação dos fatores de transcrição dentro do núcleo
 
 
 
 
 
5 – Participação da cromatina 
	Estados funcionais da cromatina
		Heterocromatina
		Eucromatina
 
 
Remodelagem da cromatina
 A cromatina se remodela de forma que os genes se tornam inativados (cromatina silenciosa)
 Ocorre por mudança na posição dos nucleossomos e exposição de sequencias reguladoras
 
 
			Remodelagem da cromatina
 
 
b) Acetilação ou desacetilação das histonas
Código de Histonas: mais de 150 modificações nas histonas
Modifica a cromatina
 
 
c) Inativação do cromossomo X em fêmeas 
 Ocorre a inativação aleatória de um dos cromossomos X das células, num mecanismo de compensação de dose
 O cromossomo X inativado torna-se heterocromático
 As células filhas herdam o cromossomo inativado
 Nos gametas este cromossomo se torna ativo (Heterocromatina facultativa)
 
 
 
 
d) Imprinting parental em mamíferos
 Alguns genes autossômicos possuem uma de suas cópias (materna ou paterna) inativadas
Estes genes inativados possuem grupos metil extras nas bases nitrogenadas (citosina)
 
 
Controle traducional da expressão gênica
Especialmente útil quando os genes são muito grandes e o tempo que levaria para fazer a transcrição e tradução da proteína seria longo demais
As células “preferem” interromper o processo no início (transcrição)