Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos

Edmar Vaz de Andrade

www.ufam.edu.br/~edandrade

1-Alterações da cromatina2-Eventos na ativação da transcrição3-Metabolismo da galactose em leveduras4-Regulação do processamento do pré-mRNA5-Edição do mRNA6-Mecanismos de controle citoplasmático

Regulação da Expressão Gênica

• Organismos procaróticos

• Adaptação metabólica e ao ambiente

• Organismos eucarióticos

• Diferenciação celular

1-Alterações da cromatina

Cromossomo humano

DNA compactado na cromatina

Genes eucarióticos altamente reprimidos

1-Alterações da cromatina

Nucleossomo: caudas N-terminais das histonas

Interação com DNA e nucleossomos vizinhos

Alvos para acetilação/desacetilação reversível

1-Alterações da cromatina

a) Cromatina distendida: caudas das histonas acetiladas.

atividade gênica (eucromatina).

b) Cromatina condensada: caudas das histonas deacetiladas.

genes reprimidos (heterocromatina).

1-Alterações da cromatina

1-Alterações da cromatina

Histone acetylation and chromatin signature in stem cell identity and cancer. Mutation Research 637 (2008) 1–15

Deacetilação de histonas por ação de proteínas repressoras de transcrição

Complexo Multiprotéico Co-Repressor

1-Alterações da cromatina

Hiperacetilação de histonas por ação de proteínas ativadoras de transcrição

Complexo Multiprotéico Co-Ativador

1-Alterações da cromatina

Ativação da transcrição

2-Eventos na ativação da transcrição

Estrutura dos complexos de mediadores – leveduras e humanos

Modelo Computacional

2-Eventos na ativação da transcrição

Modelo de vários fatores ativadores de transcrição ligados ao DNA e a um único complexo mediador

Integração de Sinais/Ativadores em um Único Pomotor

2-Eventos na ativação da transcrição

Efeito combinado de ativadores: gene transtiretina (TTR) em hepatócitos de rato

2-Eventos na ativação da transcrição

Promotores eucarióticos e proteínas reguladoras Leveduras e Organismos Superiores

2-Eventos na ativação da transcrição

3-Metabolismo da galactose em leveduras

Regulação da transcrição de genes envolvidas no metabolismo da galactose em leveduras

Seis genes distribuídos em 3 cromossomos

Gal3p: indutor

Gal80p: inibidor da transcrição

Gal4p: ativador da transcrição

Processamento do pré-mRNA eucarioto

4-Regulação do processamento do pré-mRNA

4-Regulação do processamento do pré-mRNA

Processamento alternativo de transcritos complexos em eucariotos

Sítios poli(A) Sítio poli(A)Sítios emenda (3’)Sítio emenda (5’)

A1 A2

4-Regulação do processamento do pré-mRNA

Processamento alternativo no gene para a calcitonina em ratos

Peptídio relacionado ao

gene calcitonina

Exon Intron

poliadenilação calcitonina CGRP

Sítios de Poli(A)

Transcrito primário

Splicingtireóide cérebro

5-Edição do mRNA

Edição no mRNA em gene de apo-B

Domínio ligante de lipídeos

Domínio ligante de receptores LDL

Citosina deaminase

Gln

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Vias de degradação de mRNA em eucariotos

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Repressão da tradução por miRNA e por RNA de interferência

RNA-induced

silencing complex

Mechanisms of post-transcriptional regulation by microRNAs: are the answers in sight? | february 2008 | volume 9. www.nature.com/reviews/genetics

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Repressão da tradução por miRNA e por RNA de interferência

RNA-induced

silencing complex

Mechanisms of post-transcriptional regulation by microRNAs: are the answers in sight? | february 2008 | volume 9. www.nature.com/reviews/genetics

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Repressão da tradução por miRNA e por RNA de interferência

RNA-induced

silencing complex

Mechanisms of post-transcriptional regulation by microRNAs: are the answers in sight? | february 2008 | volume 9. www.nature.com/reviews/genetics

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Síntese protéica em eucariotos

mRNP citoplasmático: complexo mRNA proteínas

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Controle da poliadenilação citoplasmática

Tradução inativa

Elemento de poliadenilação citoplasmática

Proteína ligante de CPE

(defosforilada)

6-Mecanismos de controle citoplasmático

Controle da poliadenilação citoplasmática

Tradução ativa

Proteína ligante de CPE

(fosforilada)

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.