Regulação da Expressão Gênica em Organismos Eucariotos
Edmar Vaz de Andrade
1-Organização do genoma em eucariotos2-Transcrição em eucariotos 3-Mecanismo geral de regulação
1-Organização do genoma em eucariotos
Nucleossomo: unidade fundamental de organização da cromatina
1-Organização do genoma em eucariotos
Níveis de organização durante a compactação do DNA no cromossomo eucariótico
Alças de cromossomos
1-Organização do genoma em eucariotos
Cromossomo humano
DNA compactado na cromatina
Genes eucarióticos altamente reprimidos
Regulação da Expressão Gênica
• Organismos procaróticos
• Adaptação metabólica e ao ambiente
• Organismos eucarióticos
• Diferenciação celular
2-Transcrição em eucariotos
• RNA polimerase I– Transcrição de rRNA
• RNA polimerase II– Transcrição de mRNA
• RNA polimerase III– Transcrição de tRNA, rRNA e RNAs reguladores
2-Transcrição em eucariotos
DNAGene
Transcrição
Processamento pós-transcricional
Nucleotídeos
Tradução
Proteína inativa
Processamento pós-traducional
Proteína ativa
Endereçamento e transporte
Degradação de proteínas
Aminoácidos
Degradação do mRNA
Possíveis processos alvos de regulação gênica
1-Início da transcrição
2-Processamento pós-transcricional
3-Degradação do mRNA
4-Tradução
5-Modificações pós-traducionais
6-Degradação das proteínas
7-Endereçamento
2-Transcrição em eucariotos
Seqüências reguladoras dos genes codificadores de proteínas
TATA box
Iniciador (Inr)
Ilhas CpG
Elementos próximos a promotores
Enhancers e seqüências reguladoras upstream
Regiões que participam da regulação da transcrição pela RNA polimerase II de eucariotos.
Seqüências reguladoras
Seqüência TATA
Seqüência Inr
Y = C ou TN = Qualquer nucleotídeo
Ilhas de CpG
• Presentes em genes que não possuem regiões promotoras (Inr ou TATA);
• Localizadas a cerca de 100 nucleotídeos do sítio de início;
• São repetições de CG com 20-50 pb;
• Podem sofrer metilação.
2-Transcrição em eucariotos
Esquema geral da transcrição
em organismos eucariotos
Nucleossomo: caudas N-terminais das histonas
Interação com DNA e nucleossomos vizinhos
Alvos para acetilação/deacetilação reversível
3-Mecanismo geral de regulação
3-Mecanismo geral de regulação
a) Cromatina distendida: caudas das histonas acetiladas.
atividade gênica (eucromatina).
b) Cromatina condensada: caudas das histonas deacetiladas.
genes reprimidos (heterocromatina).
Acetilação de resíduos de lisina
ALTERAÇÕES DOS N-TERMINAIS DAS HISTONAS
Fosforilação de resíduos de serina
Metilação de resíduos de lisina
3-Mecanismo geral de regulação
3-Mecanismo geral de regulação
Promotores eucarióticos e proteínas reguladoras
Leveduras e Organismos Superiores
3-Mecanismo geral de regulação
Trans-ativadores ligantes de DNA
3-Mecanismo geral de regulação
Promotores eucarióticos e proteínas reguladoras
Participação de proteínas repressoras
Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências:
1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish)
2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.