Controle da expressão gênica

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Stefany Neves Porto 
UEMG Genética 
Controle da expressão gênica 
-Todas as células humanas possuem o mesmo genoma. 
-As células diferenciam-se 
 -Morfologia; 
 -Função; 
 -Tempo de vida ; 
 Etc. 
-A abundância de mRNA é típico de cada célula. 
 
 
Fluxo da informação genética 
-Informação hereditária está contida nos genes; 
-O DNA armazena a informação genética na sequência 
de 4 nucleotídeos (C,G,A e T); 
-Fluxo da informação segue o caminho: 
 DNAà RNA à proteína 
 
 
 
 
 
Projeto ENCODE 
-Encyclopedia of DNA elements (ENCODE); 
-Projeto desenvolvido para compreender o controle da 
expressão gênica no genoma humano; 
-Lançamento em 2003 para estudar 1% do genoma 
não codificante; 
-Em 2007 passou a estudar todo o genoma. 
 
Os fatores de transcrição 
É uma proteína que fica dentro da célula para ligar ao 
promotor do gene. 
-A transcrição de um gene se dá pela interação do RNA 
polimerase,fatores de transcrição (TF) e coativadores; 
-As sequências para ligação dos TFs precisa estar 
acessível; 
 
Sítio de ligação dos fatores de transcrição 
-Podem estar à montante ou à jusante do +1; 
 A posição +1 é a primeira antes dos nucleotídeos 
 Nucleotídeos depois do +1= à jusante 
 Nucleotídeos antes do +1= à montante 
-Maioria fica próximo ao +1 
Stefany Neves Porto 
UEMG Genética 
-Elementos distais (LCRs) 
 Reforçadores (ativam a transcrição) 
 Silenciadores (reduzem a transcrição) 
-Curvatura da cromatina coloca as proteínas ligadas aos 
elementos distias em contato com o complexo de 
iniciação. 
 
-O DNA lixo não pode ser chamado assim,pois ele pode 
ter uma função. 
 
 Coativadores e corepressores 
-Proteínas que interagem com outras proteínas e 
podem ativar ou reprimir a expressão de um gene; 
-Normalmente não se ligam os DNA; 
-Ex: proteína REST se liga ao DNA; 
-Outras proteínas se ligam a REST formando o 
CoREST,que inibe a transcrição; 
 
 
 
 
 
Código de histonas 
 
Complexos remodeladores da cromatina 
-Dependentes de ATP; 
-Mudam a ocupação dos nucleossomos 
 Movimentação 
 Desmontam 
 Montam 
 
Epigenética 
-Estudo das mudanças hereditárias nas funções 
celulares ou expressão gênica que podem ser 
transmitidos entre células,ou entre gerações,com base 
em sinais vindo da estrutura da cromatina; 
-Mecanismos: 
 Metilação do DNA; 
 Modificação nas histonas; 
Stefany Neves Porto 
UEMG Genética 
-Mecanismos epigenéticos não alteram a sequência de 
DNA subjacente e isso os distinguem de mecanismos 
genéticos. 
 
Metilação : uma importante forma de controle gênica 
-Metilação de citosinas com guaninas à jusante (CpG); 
CpG= citosina,fosfato e guanina 
-Realizado pelas DNA-metiltransferases (DNMTs); 
 
-Genes “imprintados” e o cromossomo X inativado estão 
metilados. 
Ilhas CpG 
-Humanos 20 mil ilhas; 
-Maioria não está metilada; 
-Sítios de ancoragem da RNA pol. 
-A maioria do CpG não está metilado,visto que se for 
metilado,o gene é condensado e isso pode esconder o 
promotor. 
 
Modificação de histona 
-Combinações particulares de modificações nas histonas 
definem a conformação da cromatina e sua atividade; 
-Alterações: metilação,fosforilação,acetilação e outros; 
-Tudo o que é ligado as histonas,tem um significado 
diferente. 
-Enzimas modificadoras de histonas: (não precisa 
decorar) 
 HAT-acetiltransferase de histonas 
 HDAC- desacetilase de histonas 
 HMT- metilase de histonas 
 HDM-desmetilase de histonas 
 Histona quinase 
 Histona fosfatase 
-Di- ou trimetilação de H3K4 marcam os promotores 
 
 
Sinais genômicos e epigenômicos=Expressão gênica 
-Expressão gênica depende de: 
 >Sequência gênica,alelos e os produtos codificados; 
 >Sequências reguladoras e o seu posicionamento 
epigenético na cromatina; 
 >As interações com fatores transcricionais,RNAnc e 
outras proteínas de transcrição,splicing,tradução e 
modificações pós traducionais; 
 >Organização do genoma; 
 >Interações programadas entre as diferentes partes 
do genoma; 
 >O empacotamento tridimensional e dinâmico da 
cromatina no núcleo; 
 
Expressão desequilibrada 
-Abundância de RNA desigual a partir de dois alelos 
,devido a variantes de DNA e alterações epigenéticas. 
-5% a 20% de genes autossômicos são afetados; 
-Causa variação na expressão nos dois alelos; 
-Origem na embriogênese inicial; 
 
Expressão gênica monoalélica: rearranjo somático 
-Formação das imunoglobulinas e receptores de células 
T; 
-Apenas um dos dois alelos (paterno e materno) é 
escolhido, aleatoriamente,para a recombinação. 
 
Expressão gênica monoalélica aleatória 
-Ocorre em 5-10% de todos os genes humanos; 
-Somente uma cópia é expressa enquanto as outras 
ficam reprimidas epigeneticamente; 
 Ex: Receptores olfativos no neurônio sensorial 
olfatório. 
Stefany Neves Porto 
UEMG Genética 
 
Expressão gênica monoalélica: imprinting genômico 
-Processo em que apenas uma das cópias é expressa: 
ou a materna ou a paterna; 
-O imprinting começa na gametogênese,com a 
marcação dos genes como sendo materno ou paternos; 
-Nos zigotos as marcas são apagadas e um novo padrão 
de imprinting é formado. 
 
Inativação do cromossomo X 
-Silenciamento epigenético da maioria dos genes do 
cromossomo X nas mulheres; 
-Conhecido como corpúsculo de Barr; 
-Cerca de 15% dos genes apresentam expressão 
bialélica;