REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA

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REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA 
 Expressão gênica é fazer com que determinado gene cumpra seu papel na forma de 
proteína. 
 Cada gene tem seu momento mais adequado de se expressar. 
 O genona de humanos e chimpanzés é praticamente igual. Entretanto, o fenótipo é muito 
diferente, o que se deve ao fato da expressão dos genes ser diferente em ambos os 
organismos, cada qual se expressando da maneira que lhe é mais favorável. 
 Regulação da expressão genica: são processos que regulam a ativação dos genes p/ 
que eles se tornem ativos somente em locais e períodos específicos. 
 Os genes devem ser cuidadosamente regulados para se tornarem ativos em momentos 
específicos em que um dado produto gênico é necessário. 
 Muitos genes tem sua expressão histoespecífica (proteínas específicas de determinados 
tecidos, que só se expressam nesse determinado tecido). Outros apresentam uma 
regulação temporal, ou seja, são mais presentes em determinado período da vida, como 
os hormônios sexuais. 
PROCARIOTOS X EUCARIOTOS 
Bactérias: o material genético se encontra em estado “ligado”, estando o tempo todo 
disponível para realizar transcrição e tradução, a não ser que a proteína repressora impeça a 
transcrição. Processo rudimentar. 
Eucariotos: o material genético se encontra em estado “desligado’. A compactação do DNA 
com nucleossomos evita a transcrição, exceto se proteínas reguladoras (como promotores) 
estiverem presentes, liberando o DNA das histonas para que a transcrição ocorra. 
EPIGENÉTICA: 
 São mudanças duradouras que acontecem na expressão ds genes mas que não modificam 
a sequência do DNA, diferente da mutação. 
 Podem permanecer por períodos variáveis ou serem herdáveis. 
Eucariotos: 
 É necessária uma remodelagem da cromatina para que as sequências 
iniciadora/promotoras sejam expostas e os genes sejam transcritos. 
 Isso é possível a partir de modificações nas caudas da histonas, que possuem alta 
interação com a molécula de DNA (ácida), devido a presença de aminoácidos básicos 
nas caudas das histonas. 
 Assim ocorre reações de acetilação (entrada de um grupamento acetil, diminuindo a 
afinidade da cauda da histona pelo DNA) 
 A acetilação das lisinas nas caudas de histonas promove: 
o Neutralização da carga positiva 
o Diminuição da afinidade pelo DNA 
o Abertura da cromatina 
o Acesso para proteínas reguladoras da transcrição 
 A metilação (adição de um grupo metil realizada pela enzima DNA metiltransferase) 
age no sentido oposto da acetilação, fazendo com que os fatores de transcrição (E2F) 
não reconheçam e não se liguem aos sítios de iniciação da transcrição. Faz com a 
molécula fique mais enovelada. Bloqueia a ativação. 
 
Outros processos de inativação de genes que envolvem EPIGENÉTICA: 
 Inativação do cromossomo X na embriogênese (corpúsculo de Barr) 
o Causado pela Hipermetilação de um dos cromossomos X em cada célula 
somática (Corpúsculo de Barr). 
o Vai acontecer sempre que tiver mais de um cromossomo X 
o Compensação de dose: todo cromossomo X extra é inativado. Isso ocorre pela 
compensação evolutiva natural para a dupla carga genética presente nas 
mulheres (que sempre recebem essa inativação). 
o Ocorre entre o 15 e 16º dia de vida embrionária (5000 células) 
o A escolha do X (paterno/materno) inativado é aleatória. 
o A inativação é parcial. Permanecem regiões ativas. 
o Geralmente a inativação tem uma tendência maior por inativar o 
cromossomo X com genes que estão mutados, resultando em expressão 
preferencial pelo X não mutado. 
o A inativação acontece mediada pelo gene XIST, principal responsável por 
esse processo. Ele codifica um RNA não traduzido denominado XIST-RNA, que 
cobre o cromossomo X a ser inativado, servindo como marcador para o X que 
deverá ser inativado/metilado. Após a metilação ocorre o silenciamento dos 
genes desse cromossomo. 
o Cromossomo X ativo: XIST inativo. Expressão. 
o Cromossomo X inativo: XIST ativo. Silenciamento. 
IMPRINTING GENÔMICO: é o fenômeno epigenético NORMAL/NATURAL onde certos 
genes são expressos apenas por um alelo, pois o outro é inativado. Atravessa gerações. É 
observado apenas em alguns cromossomos, principalmente no cromossomo 15. 
 Alelos: são formas alternativas de um mesmo gene. Em seres diploides, cada alelo é 
oriundo de um progenitor. 
 O fenótipo é o produto da expressão bialélica na MAIORIA dos genes (99%). 
 O filho já recebe dos seus progenitores o gene imprintado/metilado/inativado. 
 Em cromossomos sexuais não acontece imprinting. 
 Nos genes que sofreram imprinting, um alelo já é inativado e o outro permanece ativo. 
Assim, o postulado da contribuição equitativa/equilibrada, do que vem do pai e o que 
vem da mãe, não se aplica. 
 Quando ocorre um imprinting em um gene em que o outro gene ativo não possui 
modificações, ele não causa problemas, é indiferente. 
 Exemplo: perda de genes na região 15q11-q13. Todos nós temos somente 1 gene desse 
ativo, ou seja, um sofreu imprinting. Porém, se a única cópia ativa for perdida, nenhum 
produto gênico será gerado, ocorrendo deleção no cromossomo 15, como nos casos da 
Síndrome de Prader-Willi (PWS – deleção no cromossomo paterno) e Síndrome de 
Angelman (AS – deleção no cromossomo materno). A CAUSA NÃO É DO 
IMPRINTING, mas sim da coincidência de o outro gene ativo estar danificado. 
SPLICING ALTERNATIVO: é um evento epigenético positivo para o organismo, onde um 
único gene pode codificar diferentes proteínas. 
 Um mesmo pré-mRNA pode gerar diferentes RNAm, o que explica o fato de possuirmos 
25.000 genes que codificam aproximadamente 100.000 proteínas. 
 Alguns éxons são variavelmente incluídos ou negligenciados (o que era considerado 
éxons em um evento pode ser considerado íntron em outro e ser retirado). 
 Principal finalidade é gerar economia da informação gênica, pois se fosse necessário 
um gene pra cada proteína o DNA teria que ser muito maior, e não caberia na célula. 
 Mais de 90% dos genes humanos exibem transcritos (RNAs) processados de forma 
alternativa. É MUITO COMUM. 
 Éxons constitutivos: presentes em todos os mRNAs maduros transcritos a partir de um 
mesmo gene. 
 Éxons facultativos: dependendo da demanda celular, são retirados no splicing 
alternativo. 
 
REGULAÇÃO POR INTERFERÊNCIA DE RNA: 
RNAs de interferência: Pequenos RNAs fita simples não codificantes que são formados por 
pequenos RNAs de fita dupla. 
 Pareiam com sequências-alvo em moléculas de RNAm, impedindo a tradução. 
 siRNA (pequeno RNA de interferência): 
o Pareamento perfeito. RNAm é clivado e degradado. Inibe a tradução. 
 miRNA (micro RNA): 
o Pareamento imperfeito. Inibem a tradução. 
Aplicações na área médica: 
 Terapias anti-virais 
 Inibição da expressão de oncogenes 
 Doenças genéticas 
 Redução da expressão de receptores proteicos para HIV