BIOLOGIA MOLECULAR - REGULAÇÃO GÊNICA


  • 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.

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

Publicado por Ana Carolina Dada

Autora do Blog Biomedicina Online e estudante de Biomedicina da FURB-SC .
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