Biologia molecular - SBEM-RJ
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BIOLOGIA MOLECULAR EM ENDOCRINOLOGIA Curso de Atualização em Endocrinologia 2012 Denise Pires de Carvalho Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho / UFRJ •1953: Watson and Crick Estrutura do DNA HISTÓRICO 1955 – JOE HIN TJIO Definiu como 46 o número exato de cromossomos humanos ARTHUR KORNBERG Isolou a enzima DNA polimerase da bactéria E.coli HISTÓRICO 1957 – CRICK e GAMOV Dogma Central da Biologia Molecular DNA RNA PROTEÍNA Dogma Central da Biologia Molecular ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS As moléculas de DNA e RNA são compostas por quatro diferentes nucleotídeos: • Adenina, Guanina e Citosina – comum para DNA e RNA • Timina – encontrada somente no DNA • Uracila – encontrada somente no RNA ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS Todos os nucleotídeos apresentam uma estrutura em comum: radical fosfato pentose DNA Sequência de Nucleotídeos RNA Sequência de Nucleotídeos PROTEÍNA Sequência de Aminoácidos Purinas Pirimidinas DNA – ÁCIDO DESOXIRIBONUCLÉICO PROTEÍNA DNA TRANSCRIÇÃO – A SÍNTESE DE RNA EXON INTRON O CÓDIGO GENÉTIGO É EM TRIPLETES 23 aminoacidos 64 combinações HISTÓRICO 1966 – NIRENBERG, KHORANA e OCHOA Seqüências sucessivas de três nucleotídeos do DNA (codon) determinam a seqüência de aminoácidos de uma proteína O CÓDIGO GENÉTICO É DESVENDADO!!! TRADUÇÃO – A síntese de Proteínas BASES MOLECULARES DE DOENÇAS GENÉTICAS Mutações - alterações permanentes no DNA Céls germinativas Céls somáticas Mutações germinativas Mutações somáticas Céls Germinativas Zigoto Mutação Céls Somáticas BASES MOLECULARES DE DOENÇAS COM ALTERAÇÕES GENÔMICAS Mutações - silentes, com ganho ou perda de função genômicas - monossomias, trissomias cromossômicas - rearranjos gênicas - inserções, deleções, mudanças de bases BASES MOLECULARES DE DOENÇAS Mutações genômicas - monossomias, trissomias cromossômicas - rearranjos gênicas - inserções, deleções, mudanças de bases Alterações Cromossômicas Translocação Deleção Inversão Amplificação BASES MOLECULARES DE DOENÇAS Mutações genômicas - monossomias, trissomias cromossômicas - rearranjos gênicas - inserções, deleções, mudanças de bases Alterações Gênicas Thr [A C C ] Ile [A T T] Arg [A G G] [A C C ] Thr [G T T] Val [A G G] Arg Mutação missense Alterações Gênicas Thr [A C C ] Gln [C A G] Arg [A G G] [A C C ] Thr [U A G] STOP [A G G] Mutação nonsense Alterações Gênicas Deleção de bases ... Leu - Val - Val - Thr - Pro ... … CTC GTG GTG ACC CCT T … … CTC GTG GT _ ACC CCT T … ... Leu - Val - Val - Pro - Leu ... Frameshift Alterações Gênicas Inserção de bases ... Arg - Ile - Ser - Tyr - Gly … CGT ATA TCC TAT GCC ... … … CGT ATA TCT ATC CTA TGC … ... Arg - Ile - Ser - Ile - Leu ... Frameshift BASES MOLECULARES Herança Mendeliana Mutações em genes que codificam proteínas estruturais enzimas proteínas que regulam o crescimento celular Herança Multifatorial mais de um gene mutado envolvido fatores ambientais BASES MOLECULARES Mutações em genes que codificam proteínas estruturais enzimas proteínas que regulam o crescimento celular BASES MOLECULARES DE DOENÇAS GENÉTICAS Mutações - alterações permanentes no DNA Céls germinativas Céls somáticas Mutações germinativas Mutações somáticas Céls Germinativas Zigoto Mutação Céls Somáticas Alterações Cromossômicas Fenótipo Normal Perda de heterozigose Fenótipo alterado Mutações germinativas Céls Germinativas Zigoto Mutações somáticas Mutação Céls Somáticas BASES MOLECULARES Fatores Epigenéticos Definição – mudança no genoma, herdada, que não envolve mudança no DNA. Mecanismos de “imprinting” genético: Metilação de citosinas (CpG) – origem parental específica e tecido específica. Define silenciamento gênico. PERDA DE IMPRINTING (LOI) X PERDA DE HETEROZIGOSE (LOH) Alterações Cromossômicas Fenótipo Normal Perda de heterozigose Fenótipo alterado Alterações Cromossômicas Imprinting normal Fenótipo Normal Perda de IMPRINTING Fenótipo alterado Gene de supressão tumoral – inativação de cópia normal Oncogene – ativação de cópia normalmente silenciosa BASES MOLECULARES Outros mecanismos – acetilação/desacetilação de histonas HISTONA DESACETILASE HISTONA ACETIL TRANSFERASE Co-repressores Transcrição DNA Silenciamento através de micro RNAs BASES MOLECULARES -Modificações nos produtos gênicos Ganho ou perda de função Superexpressão ou silenciamento BASES MOLECULARES Herança Mendeliana Mutações em genes que codificam proteínas estruturais enzimas proteínas que regulam o crescimento celular Herança Multifatorial mais de um gene mutado envolvido fatores ambientais Ciclando continuamente (céls lábeis) Síntese de DNA S G1 G2 M Mitose Go Céls quiescentes (estáveis) Não dividindo (céls permanentes) CONTROLE DO CICLO CELULAR - TUMORIGÊNESE - Ciclinas* / CDKs * Inativam Ativam Rb * Rb- P S FATORES DE CRESCIMENTO (EGF, PDGF, ...) Go G1 G2 M Inibidores de CDK e.g. p16, p 27 * Estimulam INIBIDORES DE CRESCIMENTO (p53, TGF , ...) Ciclinas* / CDKs * Inativam Ativam Rb * Rb- P S PROTOONCOGENES G1 G2 M Go Inibidores de CDK e.g. p16, p 27 * Estimulam GENES DE SUPRESSÃO TUMORAL TUMORES TIREOIDEANOS ORIGINÁRIOS DAS CÉLULAS FOLICULARES Espectro Diverso Papilífero (75-85 % dos casos) Folicular (10-20% dos casos) Anaplásico (<5% dos casos) Vias alternativas de tumorigênese CARCINOMA PAPILÍFERO – RAS, RET/PTC, BRAF Fagin, J. A. J Endocrinol 2004; 183:249-256 Fagin, J. A. J Endocrinol 2004; 183:249-256 TSHR /Gsa cAMP Nódulos Hiperf. ras Carcinomas Papil e Folic Ret/PTC Via Tirosina Cinase Carcinomas Papilíferos Braf trk met PKC , ?? Pax 8-PPAR g Carcinomas Foliculares NOVAS ABORDAGENS TERAPÊUTICAS - Inibidores de Tirosina Cinase Carcinomas papilífero e medular -Terapia gênica Aumento da expressão de genes com perda de função PPAR g, PTEN - Bloqueio da angiogênese Inibidores do receptor de VEGF (VEGFR) Coelho e cols., 2007 Coelho e cols., 2007 Coelho e cols., 2007
