Introdução a Expressão Gênica
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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: unidade básica de repetição na fita de DNA Nucleotídeo : açúcar (desoxirribose) + base nitrogenada 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 A seqüência destes códons no DNA é copiada em RNAm Codifica um aminoácido, unidade básica da estrutura das proteínas 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 necessária para a síntese de uma proteína Composto por : - regiões codificantes – éxons - regiões não-codificantes - íntrons Estrutura do gene zoom INTRONS 3` 5` EXONS Estrutura do gene DIVERSIDADE CELULAR Organismos multicelulares Síntese e acúmulo de diferentes RNAs e proteínas A seqüência do DNA não se altera Apenas em poucos casos ocorrem rearranjos (diversidade do sistema imunológico, por exemplo) O que torna uma célula diferente da outra? 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 Níveis de regulação Três níveis de regulação - Antes da transcrição - Após a transcrição - Mecanismos epigenéticos Níveis de regulação DNA RNA Proteína Antes da transcrição Ativadores Repressores Reforçadores Elementos isolantes Regiões reguladoras e regiões promotoras Início da transcrição: ATIVADORES Forma mais simples Ativadores: Atraem, posicionam e modificam os fatores de transcrição e a RNA pol II Ativadores – dois sítios Ativadores podem modificar a cromatina Os fatores de transcrição podem não conseguir acessar o promotor Organização em nucleossomos – acesso através de modificações na cromatina HAT e complexos de remodelagem Cromatina acetilada – ativa Cromatina desacetilada - inativa Repressores 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 remodelagem de cromatina 5. Recrutamento de histona-desacetilases Controle pós-transcricional Processamento normal do RNA SPLICING retirada dos introns, ficam somente os exons 1 2 3 4 RNA mensageiro sem os introns 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 DNA transcrita como uma unidade que gera uma proteína Splicing Alternativo Sequência de DNA transcrita como uma unidade que codifica um grupo de proteínas semelhantes (isoformas) 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
