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.