Universidade Federal de Santa Catarina
Programa de Pós-graduação em Bioquímica
Apoios aos alunos de graduação
FATORES EPIGENÉTICOS
REUNI: Fatores epigenéticos
Fenômeno epigenético
• Definição: Qualquer atividade reguladora de genes que não
envolve mudanças na sequência do DNA (código genético) e
que pode persistir por uma ou mais gerações.
• Da mesma maneira que as células herdam genes, elas herdam
também um grande número de informações que determinam
quando estes genes devem ser ativados e em que tecido.
• Importância: permite que as células tenham características
diferentes, mesmo possuindo o mesmo DNA.
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Estados de condensação durante o ciclo celular
REUNI: Fatores epigenéticos
Fenômeno epigenético
•
DNA é encontrado nas células
compactado formando a cromatina,
isto é, DNA + proteínas (histonas).
Desta maneira alterações na cromatina implicaria no grau de
compactação do DNA e conseqüentemente definiria se uma determinada
região do DNA seria expressa ou não.
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Mecanismos de regulação
• Metilação do DNA
• Modificação das Histonas
– Metilação
– Acetilação
– Fosforilação
• Silenciamento do RNA
– RNA directed DNA methylation
– Postranscriptional gene silencing
– RNA interference (RNAi)
• Imprinting
Introdução
Classes de histonas
H1, H2, H3 e H4
Modificações póstraducionais : acetilação,
metilação e fosforilação
Funções:
Empacotamento do DNA e Regulação gênica (silenciamento e ativação de genes)
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Nucleossomos
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Histonas
As lisinas localizadas nas
caudas das histonas são
passíveis
de
modificações covalentes
pela ligação de grupos
acetil e metil.
Histona acetiltransferase (HAT) é a enzima capaz de adicionar grupos acetil
Histonas desacetilases (HDAC) faz remoção dos grupos acetil
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Código de histonas (II)
Código das histonas: a teoria postula que as modificações pós-traducionais são
capazes de controlar a expressão gênica.
Acetilação de histonas:
Associada à transcrição da
hetocromatina (eucromatina).
Metilação das histonas:
Associada à repressão
Trasncricional (heterocromatina).
Genes ativos:
DNA desmetilado
Histonas acetiladas
Genes inativos:
DNA metilado e histonas desacetiladas
DNA metilado e histonas metiladas
Cromossomo X inativo de mamíferos é hipoacetilado
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Histone acetyltrasnferases (HATs)
Histones deacetylases (HADCs)
Histone fosforilation
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Inibidor de HDAC para amenizar o câncer
Foi identificado um inibidor da desacetilase, com o objetivo de que iniba a
enzima permitindo a transcrição gênica de inúmeras células cancerígenas
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O código de histonas é herdável
A seqüência de DNA como a estrutura das histonas são passadas fielmente para
próxima geração celular
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As histonas são remontadas logo após a replicação
1.
Desestruturação do nucleossomo
2.
Forquilha de replicação forma novas fitas de DNA
3.
O octâmero de histonas é remontado para formar o
nucloessomo
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Como os mecanismos epigenéticos controlam a expressão gênica?
• Alterações conformacionais da cromatina que impedem o acoplamento da
maquinaria transcritional.
• Histonas acetiladas podem servir para
remodelamento que descondensam a cromatina.
recrutar complexos de
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Papel das histonas H1
REUNI: Fatores epigenéticos
Análise do estado de acetilação de histonas
Introdução
A remodelagem da cromatina é um importante mecanismo epigenético na
regulação da transcrição gênica. No cérebro foi recentemente mostrado que esta
remodelagem é crítica no aprendizado, formação da memória longa e na manutenção
da neuroplasticidade
Fosforilação melhora no desenvolvimento da memória