GENÉTICA REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA

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Caroline Lima Pires 
 
GENÉTICA – REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA (RESUMO PARA PROVA) 
1. INTRODUÇÃO: 
 O aumento ou a diminuição da expressão gênica; 
 Sempre que se referir à expressão gênica, fala-se em RNAm e proteína; 
 Ativar ou inativar genes para evitar sintomatologia de determinadas doenças; 
 Existem mecanismos de regulação da expressão gênica para ativação e inativação de genes específicos, muitas 
vezes, entretanto, esses mecanismos falham e tem-se a importâncias de adentrar com os fármacos para 
tratamento. 
 
2. REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA EM EUCARIOTOS: 
 Nos eucariotos os eventos de transcrição e tradução são separados espacialmente (transcrição no núcleo e 
tradução no citoplasma). Nas bactérias esses processos ocorrem simultaneamente e no mesmo compartimento; 
 Eucariotos possuem proteínas regulatórias maiores e mais complexas, quando comparadas aos procariotos; 
 O acesso aos promotores (regiões próximas ao gene) é restrito pela estrutura da cromatina (devido à 
complexidade); 
 Promotores de eucariotos são intrinsecamente inativos: não ocorre início de transcrição na ausência de proteínas 
 acessórias. Só se ativam se acordo com a necessidade. 
 Em qualquer uma das etapas de produção de RNA e de produção de proteína, tem-se a possibilidade de fazer essas 
interferências. 
 Regulação espacial: Diferentes tipos celulares em um mesmo organismo. É uma regulação que depende do 
local/espaço que a célula ocupa dentro de um organismo. 
 Regulação temporal: Genes diferentes expressos em tempos diferentes em resposta a sinais biológicos ou 
estímulos ambientais. É uma regulação que depende da necessidade/momento em que a célula se 
encontra. 
 
3. PROCESSO DE TRANSCRIÇÃO: 
 A proteína ativadora do gene liga-se a cromatina – complexo de remodelagem da cromatina – Remodelagem da 
cromatina – enzimas modificadoras de histonas – Modificação covalente de histonas – outras proteínas ativadoras 
– Proteínas ativadoras adicionais ligam-se a região regulatória do gene – fatores gerais de transcrição do RNA 
polimerase – Montagem do complexo de pré-iniciação no promotor – outras proteínas ativadoras/rearranjo das 
proteínas no complexo de pré-iniciação – Inicio da transcrição. 
 Histonas: 
 São proteínas que enovelam o material genético. Elas vão ser modificadas de maneira covalente através de 
mecanismos de acetilação (adição de um grupo acetil) e metilação (adição de um grupo metil). 
 Após isso, irá haver uma mudança nas histonas de forma covalente, o que irá permitir o desenovelamento do DNA 
ao redor dela. 
 Normalmente as histonas estão desacetiladas. 
 Nem todo o material genético é desenovelado, porque a transcrição ocorre em genes e momentos específicos. 
 Desnaturar é quebrar a dupla fita e, nesse caso, só fez desenrolar a fita, então, não é desnaturação ainda que 
ocorre. 
 Nem toda região de DNA é codificante. 
 
4. PROMOTOR GÊNICO: 
 Região que serve para ancoragem e recrutamento dos fatores transcricionais. 
 Ocorre um posterior processo de transcrição 
 Essa região apresenta uma sequência consensual (sequência que se repete para todos os genes) de nucleotídeos 
que facilita a chegada dos fatores transcricionais e da própria enzima. 
 
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5. FATORES DE TRANSCRIÇÃO: 
 São moléculas protéicas que vão ajudar a polimerase (nesse caso a RNA polimerase) para executar o processo 
transcricional; 
 São fundamentais em todos os promotores para que a transcrição seja iniciada; 
 São importantes no posicionamento correto da RNA polimerase II sobre os promotores; 
 Atuam na separação das fitas de DNA; 
 Liberação da RNA polimerase II da região promotora. 
 
6. COMPLEXO PRÉ-TRANSCRICIONAL: 
 Há um reconhecimento da região TATA box pela proteína TBP. Ao reconhecer ela se liga induzindo uma mudança 
conformacional (curvatura) na estrutura do DNA, e aí terá o recrutamento de outros fatores transcricionais. 
 A modificação na estrutura do DNA, RNA, morfologicamente falando, é fundamental para que se tenha uma 
aproximação das proteínas regulatórias. 
 
7. ATIVAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS: 
 Enhancers, acenturadores ou intensificadores: São regiões não codificantes (regiões intronicas com importante 
papel regulatório). 
 Elas podem aumentar ou diminuir a expressão gênica. 
 Vão regular positivamente esse processo. 
 Os ativadores se ligam aos intensificadores e juntos vão potencializar a expressão do gene. 
 
8. LIGAÇÃO COMPETITIVA AO DNA: 
 A competição vai ser pelo sitio de ativação, entre a molécula ativadora e a inibidora. 
 
9. SUPERFÍCIE DE ATIVAÇÃO OCLUÍDA: 
 Ativação de uma proteína “ativadora”. 
 Essa proteína tem alguns domínios específicos, um deles é o domínio catalítico; quando ele é bloqueado pela 
proteína repressora, o processo de aumento da transcrição do gene é interrompido, essas proteínas, no caso da 
imagem, não competiram pela ligação ao DNA, mas a superfície de ativação foi bloqueada pela proteína 
repressora. 
 Mesmo se ligando ao DNA, a proteína ativadora não vai conseguir induzir o processo transcricional, porque sua 
superfície catalíca está bloqueada. 
 
10. INTERAÇÃO DIRETA COM FATORES TRANSCRICIONAIS: 
 Com a dobra do DNA, vai haver uma aproximação da região promotora e dos fatores de transcrição, que irão se 
ligar. 
 Isso vai bloquear o processo transcricional, pois ela é uma proteína repressora/inibitória. 
 
11. REGULAÇÃO DOS GENES HEAT-SHOCK EM DROSOPHILA: 
 Existem outras formas de se fazer expressão da regulação gênica. Por exemplo, com estímulos ambientais e 
biológicos. 
 Os genes heat-shock são aqueles que se ativam em resposta a uma modificação muito drástica da temperatura. 
Alguns genes (ex.: hsp70 gene), quando há essa mudança brusca na temperatura, são super expressos. 
 A primeira coisa que a célula faz, ao passar por uma mudança brusca de temperatura, é produzir chaperonas (que 
fazem o enovelamento da proteína para que ela fique funcional), pois com as chaperonas produzidas, ela pode 
começar a sintetizar outras proteínas que vão poder ser enoveladas. 
 
12. REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA POR HORMÔNIOS ESTEROIDES: 
 Estrogênio, progesterona, testosterona e glicocorticoides; 
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 São hormônios que conseguem atravessar a bicamada lipídica, porque são lipofílicos e possuem receptor 
intracelular – eles se ligam a esses receptores e são translocados para o núcleo da célula. 
 
13. REPRESSÃO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS: 
 Acontece na tradução, onde consegue bloquear a ação dos ribossomos e a parada da síntese de proteínas; 
 Forma mais comum: ligação de repressores de tradução ao RNAm. Ex: Síntese de hemoglobina nos eritrócitos. 
 
14. REGULAÇÃO MEDIADA POR PEQUENOS RNAS: 
 Atuam bloqueando a expressão gênica e acabam sendo guia de estudo para algumas patologias, quando se quer 
reduzir a expressão de determinado gene; 
 Para evitar o gasto energético pode-se degradar o RNA, e percebeu-se que esse mecanismo de degradação do RNA 
é um mecanismo natural induzido pelos micro RNAs e RNAs de interferência (miRNAs (micro) ou siRNAs 
(pequenos); 
 Mecanismo de regulação pós-transcricional (RNAm). Funciona como a união da sequência que se quer bloquear 
com um desses RNAs regulatórios.