Controle da Expressão Gênica em Eucariotos
Esquema ilustrativo do efeito da expressão
gênica
diferencial
durante
o
desenvolvimento em animais superiores.
Uma célula, zigoto, dá origem a uma vasta
gama de fenótipos celulares diferentes no
organismo adulto.
Etapas nas quais a expressão gênica pode ser regulada
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Regulação da Transcrição
Regulação da Transcrição por remodelamento da cromatina
Metilação do DNA
 Regiões hipermetiladas do DNA não são passíveis de transcrição.
 O processo é regulado pela ação coordenada de metilases (DNA metiltransferases) e
de desmetilases.
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Metilação, Acetilação e fosforilação das histonas.
Esquema ilustrando a presença de
caudas amino-terminais das proteínas
histonas que se projetam para fora dos
nucleossomos.
Esquema ilustrando a associação entre
nucleossomos adjacentes, promovida
pela interação entre as caudas das
proteínas histonas.
Esquema das principais modificações
verificadas nas caudas amino-terminais
das
proteínas
histonas
de
nucleossomos: acetilação, fosforilação
e metilação.
Histonas acetiladas tem sido
relacionadas à cromatina
transcricionalmente ativa e histonas
desacetiladas à cromatina inativa
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Regulação da Transcrição por proteínas reguladoras
Dobramento da molécula de
DNA decorrente da interação
entre proteínas reguladoras,
ligadas aos intensificadores,
como elementos componentes
do complexo de iniciação,
acoplados à região “Caixa
TATA”.
Esquema
ilustrativo
dos
mecanismos de atuação de
proteínas
repressoras
da
transcrição. A) repressão ativa
da transcrição. Nesse caso, a
ptn possui um domínio de
repressão que interage com o
complexo de transcrição
prejudicando o início da
trsnscrição. B) repressão
passiva. Nesse caso, a ligação
da ptn repressora ao seu sítio
no
DNA dificulta,
ou
bloqueia, o acesso da proteína
ativadora.
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Domínio de ligação ao DNA
Dedo de Zinco
Zíper de Leucina
Hélice-volta-hélice
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Regulação pós-transcricional
Regulação do processo de “emenda alternativa dos éxons”
Regulação do processo de edição do RNA
Regulação da estabilidade do RNAm
Controle da Expressão Gênica 14
Pequenos RNAs
 São pequenas moléculas de RNA (entre 19 e 28 nucleotídeos)
presentes no citoplasma que regulam a expressão gênica induzindo a
destruição de RNAs mensageiros ou impedindo a sua tradução;
 O mecanismo de regulação da expressão gênica através dos pequenos
RNAs é chamado de interferência por RNA (RNA interference ou RNAi)
Pequenos RNAs podem ser divididos em 2 grupos
de acordo com sua origem:
microRNAs (miRNAs)
Originado de dsRNA imperfeito
(hairpin com mismatches) de origem
endógena (gene)
siRNA (pequenos RNAs interferentes)
Originado de dsRNA perfeito, de
origem exógena (viral) ou endogena
(retrotransposons, por exemplo)
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microRNAs (miRNAs)
 é produzido a partir de um gene como qualquer outro no genoma (origem endógena);
 RNA transcrito a partir dele tem uma estrutura secundária que forma um
grampo imperfeito (estrutura com “mismatches”);
 microRNA degrada em “trans”. Ou seja, degrada uma molécula não relacionada com
a que deu origem a ele.
gene
Drosha
pré miRNA
-
pri miRNA
-
pré-miRNA é trasnportado
para o citoplasma
No núcleo, Drosha cliva pri-miRNA em pré-miRNA
Sítio de clivagem para Dicer
pré-miRNA
miRNA
No citoplasma, Dicer cliva pré-miRNA gerando miRNA de 21 nucleotídeos
 Uma das fitas do miRNA (lembre que ele é dsRNA) entra em um complexo enzimático
chamado RISC (RNA - Induced Silencing Complex).
 Este complexo fica passeando pelo citoplasma e sempre que encontra uma sequência de
mRNA similar ao miRNA, cliva este mRNA;
 Este complexo também pode inibir a tradução
siRNA (pequenos RNAs interferentes)
 é produzido a partir de dsRNA exógenos (vírus) ou endógenos (retrotransposons);
 RNA transcrito tem uma estrutura secundária que forma um grampo perfeito;
 siRNA degrada em “cis”. Ou seja, degrada a mesma molécula que deu origem a ele.
Regulação do processo de tradução
A presença de regiões codificadores de pequenos peptídeos, antes da região
que codifica para o polipeptídeo principal, afetam a sua tradução.
Regulação dos processos de modificação pós-traducional
 Clivagem proteolítica
 Ligação de grupos modificadores (radicais fosfatos, açúcares, etc.)
Controle da estabilidade da proteína
Regulação dos mecanismos de endereçamento das proteínas
2) Ribossomos
livres
1) Ribossomos
aderidos ao RE
Proteína
citosólica
madura
Mitocôndria
Retículo
endoplasmático
Cloroplasto
Complexo de
Golgi
Superfície celular
(secretada)
Lisossomo
s
Membrana
citoplasmático
VIA SECRETORA
Núcleo
Peroxissomo
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