Introdução à expressão gênica Dalila L. Zanette. Proteínas exercem as funções básicas...
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Introdução à expressão gênica
Dalila L. Zanette
Proteínas exercem as funções básicas
Proteínas:
- Estrutura dos organismos
- Enzimas que catalisam as reações bioquímicas
- Hormônios
O DNA codifica as diferentes proteínas
Nucleotídeo – unidade básica do DNA
Nucleotídeo : açúcar (desoxirribose) + base nitrogenada
Nucleotídeo: unidade básica de repetição na fita de DNA
Estrutura do DNA
Os nucleotídeos se ligam uns aos outros – ligação fosfodiéster
Estrutura do DNA :hélice dupla antiparalela
Estrutura do RNA
Pentose : ribose
No lugar da timina, uracila
RNA mensageiro
sintetizado no núcleo a partir do DNA
TRANSCRIÇÃO
Código genético
Seqüência de 3 nucleotídeos do DNA : códon
Codifica um aminoácido, unidade básica daestrutura das proteínas
A seqüência destes códons no DNA é copiada em RNAm
A seqüência dos aminoácidos dá origem a diferentes proteínas
Códons
Dogma central da biologia molecular
Dogma central da biologia molecular
Informação para síntese protéica
Conceito de gene
Um segmento de DNA que tem a informação necessáriapara a síntese de uma proteína
Composto por :
- regiões codificantes – éxons
- regiões não-codificantes - íntrons
Estrutura do gene
zoom
5` 3`
EXONS
INTRONS
Estrutura do gene
Síntese e acúmulo de diferentes RNAs e proteínas
Apenas em poucos casos ocorrem rearranjos(diversidade do sistema imunológico, por exemplo)
Organismos multicelulares
A seqüência do DNA não se altera
DIVERSIDADE CELULAR
1. Processos comuns a todas as células - proteínas em comum
2. Algumas proteínas são encontradas somente em células altamente especializadas
3. RNAs mensageiros - qualidade e quantidade
4. Há outras diferenças além do RNA
Ex. fatores pós-transcricionais
O que torna uma célula diferente da outra?
Três níveis de regulação
- Antes da transcrição
- Após a transcrição
- Mecanismos epigenéticos
Níveis de regulação
DNA RNA Proteína
Níveis de regulação
Antes da transcrição
AtivadoresRepressoresReforçadoresElementos isolantes
Regiões reguladoras e regiões promotoras
Ativadores – dois sítios
Forma mais simples
Ativadores:Atraem, posicionam emodificam os fatores de transcrição e a RNA pol II
Início da transcrição: ATIVADORES
Ativadores podem modificar a cromatina
Os fatores de transcriçãopodem não conseguir acessaro promotor
Organização em nucleossomos – acesso através de modificações na cromatina
HAT e complexos de remodelagem
Cromatina acetilada – ativa
Cromatina desacetilada - inativa
Repressão de grandes regiões - heterocromatina
Repressão local : várias maneiras
1. Competição pela ligação ao DNA
2. Mascarando a superfície de ativação
3. Interação direta com fatores de transcrição
4. Recrutamento de complexos de remodelagemde cromatina
5. Recrutamento de histona-desacetilases
Repressores
Controle pós-transcricional
SPLICING
retirada dos introns, ficam somente os exons
RNA mensageiro sem os introns
1 2 3 4
Processamento normal do RNA
Processamento normal do RNA
Capeamento
- Logo após a transcrição- Ligação efetiva de 7-metilguanosina ao primeiro nucleotídeo 5’ do
transcrito de RNA- FUNÇÕES:
. Proteger transcrito do ataque da exonuclease 5’→3’
. Facilitar transporte para citoplasma
. Facilitar encadeamento
. Papel no encaixe da subunidade 40S dos ribossomos no mRNA
Poliadenilação- Após o término da transcrição – clivagem terminal do RNA- Adição de cerca de 200 resíduos de adenilato (AMP), logo após a
clivagem do RNA- FUNÇÕES:
. Facilitar transporte para o citoplasma
. Estabilizar o RNAm
. Facilitar a tradução
Splicing alternativo
Combinações diferentes de exons – um gene, várias proteínas
Processamento do RNA
Conceito de gene
Sequência de DNAtranscrita como uma unidade que codifica um grupo de proteínas semelhantes (isoformas)
SplicingAlternativo
Sequência de DNAtranscrita como uma unidade que gera uma proteína
Tipos de splicing alternativo
Mecanismos para a criação de células especializadas
As diferenças dramáticas que existem entre os diferentes tipos celulares é produzida por diferenças na expressão gênica
Diversidade de genes
Diversidade de genes – genoma
Splicing alternativo – isoformas
Mutações que alteram a proteína formada
Estudos de expressão gênica
Conjunto de genes expressos vai dizer quais
as proteínas expressas que constituem um
tecido ou que caracterizam uma determinada
situação
Importância dos estudos de expressão gênica
Técnicas para análise da expressão gênica
PCR em tempo real
Microarrays
SAGE