Regulação da Expressão gênica

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Regulação da Expressão gênica 
A expressão: classificação 
Genes de Expressão cons�tu�va 
● Necessária para todas as células em qualquer situação 
● Expressão sempre man�da (no organismo todo ou apenas em tecidos) 
● Proteínas com função de manutenção 
Exemplo: ribossomos, quera�na, colágeno... 
 
Genes Induzíveis e reprimíveis 
● Necessário em condições específicas 
● Expressos quando necessário 
Exemplo: an�corpos, hormônios, receptores 
 
A regulação 
● A�vação – “Liga” o gene 
● Indução – Aumenta a taxa de transcrição 
 
● Desa�vação – “Desliga” o gene 
● Repressão – Diminui a taxa de transcrição 
OBS: Indução/repressão – é uma regulação “fina”, aumenta ou diminui a transcrição de acordo 
com a necessidade da célula 
Estrutura do Gene 
 
● Dentro do promotor existe outras regiões responsáveis por regular (junto com o 
TATAbox) a expressão do gene 
● Sequência RE – sequência de reconhecimento (sequência em comum no promotor de 
um gene que definem para que sejam expressos juntos, para complementar a função 
que exercem; ex an�corpos tem uma seq. RE em comum); obs Grupos diferentes de 
genes vão ter sequências RE parecidas 
● GC ou CAAT – atuam como sí�os de ligação de proteínas 
● Sequências relacionadas com a questão ligar/desligar e aumentar/diminuir: 
a. S – silenciador 
b. E – enhancer/acentuador 
Elemento CIS 
● Sequências (todas as 3) que estão dentro do promotor são chamadas de elementos CIS 
● Um elemento CIS é sempre uma sequência de DNA; são os “consensos importantes 
para o reconhecimento de uma ptn” 
● Sí�o de ligação à enzimas 
● Tipos: 
a. TATAbox – cerne do promotor (exerce função principal, é reconhecido pelo fator 
de transcrição e “chama” a RNA polimerase) 
b. Elemento CIS proximal – GC e RE 
c. Elemento CIS distal – S e E 
Fator TRANS 
● São fatores de transcrição (TF)/enzimas que reconhecem os elementos CIS para regular 
quem liga/quando liga/aonde liga ou desliga 
● Tem duas regiões importantes: sequência de ligação – vai reconhecer o DNA 
(elementos CIS); região que vai se ligar a outras proteínas 
● Interage com 
a. Primeiro, com os Elementos CIS 
b. E com outros TFS 
 
 
OBS: silenciador ou indutor não são reconhecidos ao mesmo tempo (imagem representa�va) 
 
Categorias de regulação 
Rápida 
● Regulação imediata 
● Plas�cidade a diferentes condições 
● Ação mais direta 
● Ex: mudança de temperatura, o corpo precisa reagir e se adaptar 
Em cascata = circuito 
● Sequência de acontecimentos necessária 
● Ocorre por es�mulo consecu�vo 
● Ação indireta 
● Ex – produção de an�corpos 
Pós-transcricional 
● Acontece em qualquer momento depois da transcrição para impedir a tradução 
● Impede a tradução do transcrito 
● RNA de interferência – são pequenos rna’s que podem se juntar ao RNAm por 
complementaridade (tendo um RNA de fita dupla temporariamente, assim, ele 
“chama” proteínas que irão degradar em pedaços esse RNAm, não funcionando mais 
para a tradução) 
● Feedback – se a célula está recebendo es�mulo ela produz a proteína, quando não há 
mais es�mulo ela para/diminui; ex glicose na célula – produção de insulina, sem glicose 
– diminui a produção 
 
Transcricional 
● Acontece na transcrição 
● Altera a taxa de transcrição 
● Impede ou es�mula a transcrição 
Moléculas efetoras/reguladoras – toda molécula que induzir um processo com fator de 
transcrição; podem ser triptofano, hormônios, lactose; são elementos químicos que vão 
interagir com o fator de transcrição para induzir ou reprimir a reação, vão ser responsáveis pelo 
feedback; ex na produção de insulina a molécula efetora é a glicose 
● Controle posi�vo: molécula efetora –> a�vação 
● Controle nega�vo: molécula efetora –> desa�vação 
 
Controle Posi�vo 
Molécula efetora (indutor) + a�vador –> a�vação da transcrição 
● Induzível 
● Reprimível 
Controle Nega�vo 
Molécula efetora (correpressor) + repressor –> desa�vação da transcrição 
● Induzível 
● Reprimível 
 
 
 Controle Posi�vo Controle Nega�vo 
 
 
 
 
 
 
 
 Controle Posi�vo Controle Nega�vo 
 
OBS: Nem todo fator de transcrição promove a transcrição, tem TF que impede/bloqueia essa 
transcrição 
 
 
● Para eucariotos a reação em cascata é a principal/comum por conta da complexidade 
da organização celular; mas existe a reação rápida também (menos comum) 
 
Regulação – eucariotos 
Possuem acentuadores (sequência de DNA que vai ser reconhecida pelo fator de transcrição; 
função de melhorar a transcrição) 
● Elementos CIS distais (Acentuadores) – estão relacionados a um controle de cada 
transcrição (aumentar/diminuir); se encontram a mais de 1000 pares de bares de 
distância do promotor 
● Não é regra, aparece quando quer melhorar ou aumentar a transcrição 
 A�vação Desa�vação 
Indução Molécula efetora + TF = ligar 
a transcrição 
TF é o Indutor entra – liga 
elemento CIS 
Molécula efetora + TF = ligar 
Repressor sai – desliga 
elemento CIS 
Repressão Molécula efetora + TF = 
desligar transcrição 
Indutor sai – desliga 
elemento CIS 
Molécula efetora + TF = 
desligar transcrição 
Repressor entra – liga 
elemento CIS 
● Atuam independente de sen�do (fita e fita complementar) 
● Independe de posição (3’,5’, íntrons) 
● Tecido específico (a maioria) 
● Outras proteínas promovem o dobramento 
Fator de transcrição reconhece o acentuador – vai recrutar proteínas que vão promover o 
dobramento da fita 
Sequência se dobra e outro fator de transcrição interage com o complexo para dar mais 
estabilidade a transcrição (quanto mais estável mais eficiente, por isso é chamado de 
acentuador) 
 
 
Fatores de Transcrição 
● Carregam mo�vos de ligação ao DNA (estrutura específica da proteína que reconhece o 
DNA/sequência CIS/TATAbox) 
✔ Dedos de Zinco 
✔ Zíper de Leucina 
✔ Hélice-volta-hélice 
✔ Hélice-alça-hélice 
Atuam na regulação 
● Podem atuar como pep�deos simples ou se combinar 
✔ Combinações geram controle mais complexo 
✔ Precisam estar em quan�dades favoráveis (falta ou excesso de fatores de 
transcrição/moléculas efetoras pode gerar produções erradas)Remodelação da croma�na (DNA + histonas) 
Marca por Ace�lação 
● Histona “perde” afinidade com DNA 
● Afrouxa o DNA 
● Expõe sequências que estavam “escondidas” 
Marca por Me�lação 
● “Aperta” o DNA 
● Compacta 
● Escondem ainda mais sequências 
Imprin�ng 
● Hereditariedade das marcações (marcação que ocorre nas histonas é hereditária) 
 
 
A�vação e Ina�vação de cromossomos inteiros 
Cromossomos sexuais 
● Fêmea = XX 
● Macho = XY ou X0 
Igualar a�vidade do X 
● Ina�vação aleatória 
● Super expressão