Aula 9 - Controle da expressao genica

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Controle da expressão gênica
Prof. Marcelo Santos de Oliveira
Introdução
Diferentes tipos celulares = mesmo DNA
Mesmo DNA - células diferentes 
Por quê ?
Células Sintetizam e acumulam 
diferentes RNA / Proteínas
Introdução
• Uma célula pode alterar a expressão de seus genes 
em resposta a sinais externos
• Hormônio glicocorticóide (cortisol):
– Liberados em inanição ou exercícios físico intenso– Liberados em inanição ou exercícios físico intenso
– Fígado: Promovem aumento da síntese de enzimas 
relacionadas à neoglicogênese (ex.: tirosina 
aminotransferase) 
– Adipócitos: diminui síntese da enzima tirosina 
aminotransferase
Corticóides ligam-se a proteínas ativadoras de 
transcrição de genes
Pontos de controle da expressão gênica
Pontos de controle da expressão gênica
1 – Controle transcricional = quando e como um determinado gene é
transcrito
2 – Controle do processamento do RNA = regula o splicing ou outro
processo do RNAm
3 – Transporte do RNA = determina quais RNAm maduros vão deixam o
núcleo e para qual local do citoplasma vão (ribossomos isolados ou
polirribossmos ligados ao retículo endoplasmático)
4 – Controle da tradução = quais RNAm maduros serão traduzidos nos
ribossomos.
5 – Controle da degradação do RNAm = destruição seletiva de RNAm no
citoplasma.
6 – Controle da atividade protéica = após a tradução, as proteínas podem
ser ativadas, inativadas, degradadas, compartimentalizadas em
organelas.
7 – Controle pela síntese de RNA interferência – ocorre a síntese de uma
molécula de RNAi que bloqueia ou degrada uma molécula específica de
RNAm que esteja no citoplasma.
1 – Controle transcricional
• Presença de proteínas repressoras ou 
ativadoras
• Ligam-se a regiões específicas do DNA• Ligam-se a regiões específicas do DNA
• Favorecem ou inibem a formação do 
complexo de transcrição mediado pela 
RNA polimerase
1 – Controle transcricional
Ex.: Ativação e desativação de genes do triptofano em bactérias
Ligação do triptofano à proteína repressora promove uma mudança conformacional da proteína 
que permite sua ligação à seqüência específica do gene do triptofano.
Mecanismos pelos quais as proteínas de regulação 
gênica controlam a transcrição gênica em procariotos
Controle gênico em genes eucarióticos
•Promotor = sequencia de DNA onde os fatores de transcrição gerais irão 
associar-se à RNA polimerase II
•Sequencias regulatórias = sequencias de DNA que servirão de sítios de ligação 
para proteínas de regulação gênica.
•Fatores gerais de transcrição = proteínas que associam-se ao promotor para 
ativar a RNA polimerase II. São iguais para todos os genes.
•Protéinas de regulação gênica = diferentes para cada gene.
Ativação do complexo de transcrição em eucariotos
Mecanismos de ação das proteínas eucarióticas de 
repressão gênica para inibição da transcrição
• A = Proteínas de ativação e repressão competem pela ligação nas 
mesmas sequencias reguladoras do DNA (inibição da transcrição).
• B = A ligação da proteína repressora ao DNA é capaz de bloquear o 
efeito da proteína ativadora da transcrição (inibição da transcrição).
• C = a proteína repressora impede a montagem do complexo dos fatores • C = a proteína repressora impede a montagem do complexo dos fatores 
gerais de transcrição impedindo sua montagem (inibição da 
transcrição).
• D = a proteína reporessora recruta um complexo de remodelamento 
da cromatina encobrindo a sequencia do gene a ser transcrita 
(inibição da transcrição).
• E = a proteína repressora atrai a histona desacetilase para a região 
promotora do gene, diminuindo a acessibilidade do DNA e a afinidade 
dos fatores de transcrição pelo promotor gênico.
Mecanismos de ação 
das proteínas 
eucarióticas de 
repressão gênica 
para inibição da 
transcrição
Mecanismos de ação das proteínas 
eucarióticas de repressão gênica para 
inibição da transcrição
Mecanismos de ação das proteínas 
eucarióticas de repressão gênica para 
inibição da transcrição
Mecanismos de ação das proteínas 
eucarióticas de repressão gênica para 
inibição da transcrição
Mecanismos de ação das proteínas 
eucarióticas de repressão gênica para 
inibição da transcrição
Regulação da atividade das 
proteínas de regulação gênica
A = proteína é sintetizada somente quando houver necessidade, 
sendo degradada imediatamente.
B = proteína só é ativada após ligação de um ligante endógeno.
C = proteína é ativada após ser fosforilada (adição de fosfato).
D = Formação de um complexo entre a proteína reguladora e 
outra proteína com um domínio ativador de transcriçãooutra proteína com um domínio ativador de transcrição
E = Exposição de um domínio de ativação após fosforilação de 
uma proteína inibitória.
F = Retirada de uma proteína inibitória que impedia sua entrada 
no núcleo.
G = Liberação da proteína regulatória da membrana celular após 
proteólise.
Todos os mecanismos são regulados por sinais extracelulares que 
se comunicam com a célula através da membrana plasmática.
Regulação da atividade das proteínas de 
regulação gênica