- A expressão gênica refere-se à manifestação da informação contida nos genes, através do mecanismo de transcrição do DNA.
- A regulação da expressão gênica é dependente de mecanismos que influenciam no acesso a informação e na intensidade da expressão, de acordo com as necessidades da célula ou do organismo.
- A síntese proteica é um processo energicamente custoso. Se em um dado momento uma proteína não é necessária para a célula, o gene que a codifica é silenciado, ou seja, não é transcrito. Quando há necessidade de produzir uma determinada proteína, os genes que a codificam são ativados.
- A ativação ou silenciamento de transcrição da expressão gênica é medida por fatores (ativadores ou repressores) que respondem a condições ambientais há necessidade de produzir uma determinada proteína, os genes que a codificam são ativados
- As células devem ser capazes de: reconhecer as condições ambientais nas quais determinadas proteínas são requisitadas e desencadear o processo de transcrição e tradução dos recursos necessários – LIGAR E DESLIGAR OS GENES ou regular a INTENSIDADE DA SÍNTESE.
- Onde ocorre a regulação?-ocorre em nível de cromatina pela regulação por
remodelagem e sinalização das histonas.
- ocorre em nível de DNA pela regulação por ativação e repressão de promotores.- regulação do processo alternativo.- ocorre em nível pós transcricional pela regulação pós transcrição.
REGULAÇÃO EM NÍVEL DE CROMATINA
- A regulação gênica em eucariotos depende do grau de compactação das histonas e de sua marcação química.
O CÓDIGO DAS HISTONAS
- Cada nucleossomo é formado por um octamero de histonas no qual o DNA se enrola
- Casa histona é uma proteína formada por uma cadeira de aminoácidos
- Alguns aminoácidos da histona não fazem parte da estrutura central do nucleossomo, projetando-se para fora na forma de uma causa de histona
- As caudas das histonas sofrem reações químicas de adição de grupos metil e acetil que funcionam como sinalizações moleculares
Adição de grupos acetil
- HAT – histona acetiltransferase – enzima que adiciona grupos acetil a cauda das histonas
- HDAT- histona desacetilase – enzima que remove grupos acetil das caudas das histonas.
- Cromatina fechada: os remodeladores de cromatina não atuam sobre as histonas, o gene fica silenciado.
- Cromatina relaxada: os remodeladores de cromatina atuam sobre as histonas e liberam o promotor, o gene é expresso.
- Tudo isso depende da necessidade do organismo de expressar o gene
Adição
de grupos metil
- A adição de grupos metil também participa da regulação da transcrição
- Cromatina fechada: a adição de grupos metil recruta a enzima HDAT que remove a sinalização dos grupos acetil
EXPRESSÃO GENICA SILENCIADA
- Cromatina relaxada: na ausência de grupos metil, a enzima HAT atua adicionando grupos acetil. EXPRESSÃO GENICA ATIVA
- A ação repressora de transcrição dos grupos metil depende da posição em que ele esta na camada das histonas
REGULAÇÃO
EM NÍVEL DE DNA
- Por onde começar? Existe uma região do gene chamada promotor que determina o inicio da transcrição através da interação com a RNA polimerase. Todos os genes possuem um promotor, caso contrario não seriam transcritos.
REGULAÇÃO EM PROCARIOTOS
- Proteínas reguladoras de expressão gênica:
- ativadores: se posicionam próximo ao promotor e recrutam ou ajudam a
RNA polimerase a ocupar o promotor para iniciar a transcrição do gene
- repressores: posicionam-se no operador e
interferem fisicamente, impedindo a ligação da RNA polimerase com o promotor ou
a sua movimentação ao longo da cadeia de DNA.
- Ativação
da expressão gênica – qual a relação entre o Ativador e a proteína sintetizada
por esse gene?
O ativador associa-se ao DNA para recrutar a expressão do gene porque recebeu um sinal de que aquela proteína era necessária. Há presença de algum composto que demanda a síntese da proteína em questão - Repressão
da expressão gênica:
A síntese proteica é um processo energeticamente custoso para a célula. A maior parte dos genes ficam desligados, bloqueando repressores, sendo liberados somente quando há necessidade de produção de uma proteína
OPERON
LAC
- Conjunto de genes com funções relacionadas que se encontram contíguos no DNA e são controlados pelo mesmo promotor, sendo transcrito em um Rnam policistronico.
- Genoma é compacto
- Nos procariotos amplamente ocupado por genes.
- Genes organizados em operon.
- A bactéria capta mais energia com o metabolismo da glicose do que da lactose. O Operon Lac é ativado na presença da lactose, desde que a glicose não esteja presente no ambiente celular
REGULAÇÃO
EM NIVEL DE Rnam
- Eventos pós transcricionais – Rnam não codificantes
- Síntese de pequenos RNAs de interferência ou micro RNA
- Se a síntese proteica é um procedimento tão custoso para a célula, qual a vantagem de um mecanismo de regulação que atua sobre a parte final, parte de tradução?
- uso
terapêutico: silenciamento de oncogenes
Seqüência de
RNA de interferência complementares a RNAs virais combatem a infecção,
impedindo a síntese de proteínas virais
- seqüência
de RNA de interferência complementares a transposons impedem a mobilização dos
elementos do genoma
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