Overview
A aula abordou os mecanismos de controle da expressão gênica em eucariotos, destacando diferenças em relação aos procariotos e detalhando processos epigenéticos, regulatórios e pós-transcricionais.
Diferenças Estruturais Entre Eucariotos e Procariotos
- Genes de eucariotos não estão organizados em operons; cada gene tem seu próprio promotor.
- A estrutura de cromatina afeta a acessibilidade do DNA à maquinaria de transcrição.
- Em eucariotos, transcrição e tradução são separadas no espaço e tempo pelo núcleo.
Estrutura da Cromatina e Remodelagem
- O DNA é enrolado em octâmeros de histonas (H2A, H2B, H3, H4) formando os nucleossomos.
- Cromatina condensada impede a transcrição; para expressão, ela deve estar menos compacta.
- Remodelagem da cromatina move nucleossomos, expondo regiões do DNA para transcrição.
Modificações das Histonas
- Metilação de histonas pode estimular ou reprimir a transcrição, dependendo do aminoácido e posição.
- Acetilação de histonas sempre estimula a transcrição, tornando a cromatina menos condensada.
- Ubiquitinação de H2A está associada ao silenciamento gênico, como na inativação do cromossomo X.
Metilação do DNA
- Metilação do DNA ocorre na citosina e está relacionada ao silenciamento gênico.
- Não altera a sequência do DNA, apenas impede a ligação de proteínas de transcrição.
Controle Transcricional
- Aparato basal de transcrição se liga ao promotor central; proteínas ativadoras se ligam a regiões como enhancers.
- Repressores podem impedir a transcrição competindo com ativadores ou bloqueando o aparato basal.
- Insuladores bloqueiam o efeito de enhancers sobre genes vizinhos.
Regulação Coordenada de Genes
- Genes diferentes podem responder a um mesmo estímulo por possuírem elementos de resposta semelhantes em seus promotores.
- Um mesmo gene pode ser regulado por diversos elementos de resposta, reagindo a múltiplos estímulos.
Controle Pós-transcricional e Splicing Alternativo
- O splicing alternativo do hnRNA resulta em diferentes proteínas, afetando fenótipos (exemplo: desenvolvimento sexual da Drosófila).
- RNAs mensageiros podem ser degradados ou armazenados em corpúsculos P, regulando a tradução.
Regulação por RNAs Pequenos
- microRNAs e RNAs curtos de interferência associam-se a proteínas Argonauta, impedindo tradução ou promovendo a degradação de RNAm.
- Esses pequenos RNAs atuam como reguladores pós-transcricionais.
Regulação pela Disponibilidade de Ferro
- Elementos de resposta ao ferro (IRE) nos RNAm regulam tradução dos genes de ferritina e receptor de transferrina.
- Em deficiência de ferro, o RNAm do receptor de transferrina é estabilizado; em excesso de ferro, traduz-se ferritina para armazenar ferro.
Key Terms & Definitions
- Cromatina — Conjunto de DNA e proteínas (histonas) que formam os cromossomos.
- Nucleossomo — Estrutura formada por DNA enrolado em octâmeros de histonas.
- Metilação — Adição de grupo metil, podendo ocorrer em DNA ou histonas, alterando a expressão gênica.
- Acetilação — Adição de grupo acetil nas histonas, promovendo transcrição.
- Ubiquitinação — Adição de ubiquitina a histonas, geralmente associada ao silenciamento gênico.
- Enhancer (Acentuador) — Sequência de DNA que aumenta muito a expressão do gene-alvo.
- Insulador — Sequência de DNA que bloqueia a ação de enhancers sobre genes próximos.
- Splicing Alternativo — Processamento diferenciado do hnRNA que gera múltiplos RNAm a partir do mesmo gene.
- microRNA — Pequenas moléculas de RNA que regulam negativamente a expressão gênica pós-transcricionalmente.
- IRE/IRP — Elemento de resposta ao ferro/proteína reguladora do ferro, regulam a tradução dependendo da disponibilidade de ferro.
Action Items / Next Steps
- Ler as referências recomendadas no plano de ensino para mais detalhes sobre expressão gênica em eucariotos.