Biologia Molecular: Controle da expressão gênica em eucariotos

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REGULAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO 
Em eucariotos a expressão gênica depende muito 
pouco das condições externas 
Pode ocorrer em todas as etapas 
• Splicing 
• Modificação da cromatina 
Promotores e outros elementos regulatórios dos 
genes transcritos pela RNA-polimerase II 
TATAbox: promotor posiciona a RNA-PolII para o 
inicio da transcrição 
Outros elementos do promotor: outras sequências 
próximas do sítio de transcrição são reconhecidas por 
proteínas envolvidas no início da tradução 
Enhancers: são sequencias regulatórias que quando 
estão ligadas a fatores de transcrição específicos 
ajudam a RNA Pol a ser recrutada para transcrição 
Fatores de transcrição: reconhecem sequencias 
regulatórias presentes nos promotores e 
reforçadores dos genes 
➢ Fatores gerais: necessários para a expressão 
de todos os genes transcritos pela RNA-Pol 
II 
➢ Fatores específicos: responsáveis pela 
expressão de proteínas célula-específicas 
Ativadores, co-ativadores, repressores e co-
repressores 
Características dos ativadores transcricionais 
Dois domínios: 
• Domínio de ligação ao DNA e domínio de 
ativação (recruta complexos de proteínas 
promovendo a ativação da expressão) 
 
Ativação transcricional por Gal4 
Gal (GAL1, GAL10, GAL2, GAL7) são genes estruturais 
regulados pelo (GAL4, GAL80, GAL3) 
Falta de galactose: atividade de Gal4 é bloqueada pela 
interação com Gal 80 
Indução: GAL3 inativa GAL80 e GAL4 é capaz de se 
ligar ao promotor → ocorre a transcrição do gene 
Domínios de ligação de DNA dos ativadores 
Homeodomínio: Homeobox 
 
Dedos de zinco: envolvido na transcrição de rRNA 5S 
pela RNA-Pol III 
• Presença de cisteína e histidina 
Zíper de leucina: repetições de leucina a cada 7 
aminoácidos numa região de aproximadamente 30 
aminoácidos 
Hélice-alça-hélice: duas alfa hélices separadas por 
uma alça não helicoidal. Uma das alfa hélices contem 
aminoácidos básicos que interagem com o DNA 
• Domínio de ativação: região capaz de ativar a 
transcrição 
• As sequencias dos domínios não conservadas 
entre os TFs ortólogos 
→ Dificuldade de identificação por métodos 
computacionais 
Formação de complexos com múltiplos componentes 
Enhancers (Reforçadores): reconhecidos por 
ativadores com a função de interagir com complexos 
envolvidos no regulamento da cromatina → ativação 
da transcrição 
Complexo CTCF (canivete suíço) 
• Em verde: depende da formação de alças 
na cromatina 
• Vermelho: independe da alça 
 
 
Cromatina e regulação da expressão gênica 
A estrutura compacta da cromatina impede a 
transcrição porque impede o reconhecimento do 
complexo de transcrição 
Modificação das histonas 
• Acetilação 
• Fosforilação 
• Ubitiquinação 
• Metilação 
Controle por hormônios lipossolúveis 
Hormônios esteroides, ácido retinóico e hormônios da 
tireoide são capazes de se difundir pelas membranas 
e interagir com receptores hormonais. 
O complexo hormônio-receptor liga-se a sequencias 
regulatórias controlando a expressão gênica 
• Elementos de resposta: sequencias de 
elementos de DNA que são reconhecidos pelos 
receptores nucleares 
Sinalização de glicocorticoíde (GR) 
1. Inicialmente o receptor GR está complexado a 
proteínas de resposta ao estresse 
2. Quando o hormônio entra na célula ele se liga 
ao complexo GR (complexo hormônio-
receptor) 
3. O complexo é translocado para o núcleo 
4. Dímero que reconhece a sequência regulatória 
(GRE) 
 
MicroRNA 
Inibem a expressão genica pela ligação na região 3´-
UTR (região não traduzida) do mRNA alvo 
→ Promoção da degradação 
→ Ou repressão da tradução 
 
 
Regulação da tradução 
mRNA que codificam as subunidades da ferritina 
mRNA do receptor de transferrina em vertebrados 
Ferritina: armezana e libera ferro 
• Funciona como um tampão contra a deficiência 
e excesso de ferro 
• Armazena ferro intracelular (solúvel e não 
toxico) 
Apoferritina: ferritina sem ferro 
Transferrina (Tf) 
• Transportadora de ferro entre os tecidos 
TfR: receptor de transferrina 
Transferrina + TfR = complexo internalizado que 
resulta na liberação de ferro (acidificação) no 
citoplasma e reciclagem de apop-Tf e TfR 
Elementos de resposta ao ferro (IREs): estruturas 
do tipo haste-alça presentes nos mRNA das regiões 
5´e 3´não traduzidas nos mRNA de ferritina e TfR 
• Função: serem reconhecidos por proteínas 
citosólicas que são capazes de se ligar ao RNA 
e regular a tradução e estabilidade dos mRNA 
de resposta ao ferro