Newsletter: Volume 03

Volume 3
Número 03
26 de fevereiro de 2005
GBETH Newsletter
de Tumores Hereditários
de Estudos
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Uma
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publicação
semanal do Grup
Publicação semanal
distribuída aos sócios
do Grupo Brasileiro de
Estudos de
Tumores Hereditários
Sede
R José Getúlio, 579 cjs 42/43
Aclimação São Paulo - SP
CEP 01503-001
E-mail
[email protected]
Editor
Erika Maria M Santos
Diretoria
Presidente
Benedito Mauro Rossi
Vice-Presidente
Gilles Landman
Diretor Científico
Jose Cláudio C da Rocha
Secretário Geral
Fábio de Oliveira Ferreira
Primeira Secretária
Erika Maria M Santos
Tesoureiro
Wilson T Nakagawa
Conselho Científico
Beatriz de Camargo
Maria Aparecida Nagai
Maria Isabel W Achatz
Paulo Eduardo Pizão
Samuel Aguiar Jr
Conselho Fiscal
Titulares
André Lopes Carvalho
Gustavo Cardoso Guimarães
Stênio de Cássio Zequi
Suplentes
Fábio José Hadad
Mariana Morais C Tiossi
Milena J S F L Santos
Regulação da Expressão Gênica
André Luis Vettote
Instituto Ludwig
As células são especializadas em tarefas específicas. As proteínas
produzidas em uma célula neural são diferentes das produzidas pelo
linfócito. Ainda que as células neurais e linfócitos sejam diferentes na forma
e função, carregam os mesmos genes.
A especialização celular ocorre através da regulação gênica: todas as
células no organismo carregam a mesma informação genética, mas apenas
um conjunto de genes é expresso em cada tipo celular. A regulação da
expressão gênica pode ocorrerem diferentes níveis:
- transcrição
- processamento do mRNA (retirada dos Introns)
- transporte do mRNA
- estabilidade do mRNA
- tradução
- pós-traducional (fosforilação, glicosilação, metilação)
- interação com outras proteínas.
ESTRUTURA DO RNA MENSAGEIRO
O mRNA funciona como molde para síntese de proteínas carrega a
informação genética do DNA ao ribossomo e indica a ordem dos aminoácidos.
O mRNA possui três regiões primárias: 5’ não traduzida (5’ UTR), uma
seqüência de nucleotídeos que não codifica aminoácidos; região codificadora
da proteína, que compreende os Codons que especificam a seqüência de
aminoácidos, inicia com com um start Codon e termina com um stop Codon;
e 3’ não traduzida (3’ UTR), que afeta a estabilidade do mRNA e a tradução
da seqüência codificadora da proteína.
Regulação da Expressão Gênica
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PROCESSAMENTO DO PRÉ-MRNA
moléculas de RNA e proteínas.
Nas células eucariotas a transcrição ocorre no
núcleo, e a tradução ocorre no citoplasma, com
isso, o RNA pode ser modificado antes de ser
traduzido. O transcrito inicial é chamado prémRNA, e o transcrito maduro é denominado
RNA.
Um processo que ocorre com freqüência é o
splicing alternativo, no qual um único pré-mRNA
é processado em formas diferentes para produzir
diferentes tipos de mRNA através da união de
diferentes Codons, o que resulta na produção
de diferentes formas de proteínas a partir de um
único DNA.
O pré-mRNA é modificado na terminação
5’ pela adição de uma estrutura chamada cap
5’. Consiste na adição de um nucleotídeo extra
na terminação 5’, da metilação pela adição de
um grupo metil à base do nucleotídeo recém
adicionado e a adição de um grupo –OH no
açúcar de um ou mais nucleotídeos. Proteínas
reconhecem o cap 5’ e se ligam; um ribossomo
liga-se a proteína e se move ao longo do RNA
até que o start Codon é atingido e a transcrição
se inicia. A presença do cap 5’ também aumenta
a estabilidade do mRNA e influencia a remoção
dos Introns.
O RNA maduro contém entre 50 a 250 adeninas
na porção 3’, esta estrutura é chamada cauda
polyA. Estes nucleotídeos não são codificados
no DNA, mas são adicionados após a transcrição
em um processo chamado poliadenilação. A
cauda polyA confere estabilidade ao RNA,
aumentando o tempo pelo qual o mRNA
permanece intacto e disponível para a tradução
antes da degradação.
Outra grande modificação que ocorre no prémRNA é a remoção dos Introns pelo processo
chamado de splicing. O splicing requer a presença
de três seqüências no Intron: o final do Intron é
chamado splice site 5’ e a outra terminação é o
splice site 3; a terceira seqüência é o branch point,
que é uma adenina que está a 18 a 40 nucleotídeos
do splice site 3’. A remoção de um Intron é um
processo em dois passos: (1) a terminação 5’ é
clivada e ligada ao branch point; (2) a terminação
3’ é clivada e as duas terminações são unidas.
Estas reações ocorrem em um complexo
chamado spliceosomo, que consiste em diversas
UNIDADE DE TRANSCRIÇÃO
A unidade de transcrição é de DNA
codifica uma molécula de RNA e as seqüências
necessárias para sua transcrição. Na unidade
de transcrição há três regiões críticas: região
promotora, seqüência codificadora de RNA e
região de terminação.
O promotor é uma seqüência de DNA
reconhecida pelo aparato de transcrição, onde se
liga, indicando a seqüência a ser lida e a direção
da transcrição. O promotor também determina o
ponto inicial, isto é o primeiro nucleotídeo que
será transcrito em RNA. Na região promotora
encontram-se os elementos regulatórios,
chamados elementos cis, que são seqüências
específicas da região promotora reconhecidas
por fatores de transcrição – sítio de ligação do
complexo basal de ínicio da transcrição. Na região
promotora há também as seqüências consenso.
Uma destas seqüências é o TATA box, que tem
uma seqüência de nucleotídeos TATAAA e está
localizada a -25 a -30bp antes do local de início
da transcrição, o TATA Box determina o sítio de
início da transcrição. Outras seqüências consenso
são o CAAT e GC boxes que regulam a freqüência
da transcrição.
Há outras estruturas que influenciam o
processo de transcrição:
- enhancers: seqüências específicas distantes
da região promotora do gene que possuem a
habilidade de elevar a taxa de transcrição gênica;
estes elementos podem ser encontrados acima
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Regulação da Expressão Gênica
ou abaixo do gene, no meio dos Introns ou na
região intragênica;
- silencers: semelhante aos enhancers, mas
atuam inibindo a transcrição por três processos
– (1) competição com o ativador no sítio de
transcrição; (2) interação com o domínio de
ativação; (3) interação com fatores de transcrição
geral.
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expressão gênica é a degradação das proteínas.
A degradação ocorre nos proteossomos que
degradam proteínas ubiquitinizadas. A degração
das proteínas é considerada o último passo no
processo de regulação gênica.
A Figura 1 resume o processo de transcrição,
processamento do RNA e tradução.
PROCESSO DE TRANSCRIÇÃO
O processo de transcrição compreende as
fases de iniciação, alongamento e terminação.
Inicialmente é necessária a formação do complexo
basal de início da transcrição, onde as proteínas
relacionadas com a transcrição reconhecem seus
sítios. O complexo basal de início da transcrição
é formado pela RNA polimerase e fatores de
transcrição.
Posteriormente ocorre a iniciação, onde os
ativadores transcricionais levam à ativação
do complexo formado anteriomente. Ocorre
então o escape do promotor, que é a saída da
RNA polimerase II do promotor para iniciar a
transcrição propriamente dita. Após a iniciação,
ocorre o alongamento, que é a transcrição
propriamente dita, ou seja, a síntese do mRNA
a partir do molde de DNA. Finalmente ocorre
a terminação, que se dá quando as seqüências
chamadas terminators são transcritas.
MODIFICAÇÕES PÓS-TRADUCIONAIS
Figura 1 - Processo de transcrição, processamento do RNA e
tradução.
Além das modificações durante a transcrição,
ocorrem modificações nas proteínas após
a tradução. Muitas proteínas após serem
sintetizadas, permanecem na célula em uma
forma inativa. Para serem ativadas precisam
sofrer modificações, tais como, fosforilação,
metilação e glicosilação. Além disso, algumas
proteínas só são ativas na forma de “multímeros”
– homodímeros ou heretodímeros.
Um outro fenômeno que influencia a
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