Regulação da Expressão Gênica

Apresentação em tema: "Regulação da Expressão Gênica"— Transcrição da apresentação:

1 Regulação da Expressão Gênica
1-Considerações gerais 2-Princípios da regulação gênica 3-Elementos reguladores no DNA 4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Edmar Vaz de Andrade

2 1-Considerações gerais
Regulação da Expressão Gênica A necessidade de proteínas nas vias metabólicas varia de acordo com condições nutricionais e ambientais Diferenciação celular Minimização do custo energético

3 Processos alvos de regulação de expressão gênica
1-Considerações gerais DNA Gene Transcrição Processamento pós-transcricional Nucleotídeos Tradução Proteína inativa Processamento pós-traducional Proteína ativa Endereçamento e transporte Degradação de proteínas Aminoácidos Degradação do mRNA 1-Início da transcrição 2-Processamento pós-transcricional 3-Degradação do mRNA 4-Tradução 5-Modificações pós-traducionais 6-Degradação das proteínas 7-Endereçamento Processos alvos de regulação de expressão gênica

4 1-Considerações gerais
Expressão gênica constitutiva (housekeeping genes – genes mantenedores): expressão constante, aparentemente não regulada Expressão gênica regulada: expressão alterada em determinadas situações Indução Repressão

5 2-Princípios da regulação gênica
A transcrição é mediada e regulada por interações proteína-DNA Componente central: RNA polimerase, que se liga ao promotor -Regulação do início da transcrição: regulação da interação da RNA polimerase com a região promotora

6 2-Princípios da regulação gênica
Afinidade do promotor pela RNA polimerase é influenciada por: Seqüência nucleotídica do promotor Espaçamento entre as regiões consensuais (-35 e -10) Distância entre as regiões consensuais e o sítio de início de transcrição

7 Sítio de início de transcrição (+1)
2-Princípios da regulação gênica Região -35 TTGACA N17 TATAAT N6 Região a ser transcrita Região -10 Espaçadores Sítio de início de transcrição (+1) Sequência nucleotídica de promotores de E. coli reconhecidos pela sub-unidade sigma 70

8 Promotor plac: promotor com atividade mediana
2-Princípios da regulação gênica Comparação entre a composição nucleotídica consesual de promotores reconhecidos pela sub-unidade sigma 70 com o promotor plac Promotor plac: promotor com atividade mediana

9 2-Princípios da regulação gênica
Taxa de transcrição gênica depende de vários fatores: Proteínas reguladoras : Fatores determinantes de especificidade (sub-unidade sigma) – afinidade do promotor pelo complexo RNA polimerase Repressoras: se ligam a operadores (regulação negativa) Ativadoras: se ligam a elementos de regulação positiva (elemento UP, enhancer) (regulação positiva) Sinais moleculares/Mediadores químicos Modulam a atividade das proteínas reguladoras cAMP, hormônios, fatores ambientais etc

10 Reconhecimento do promotor pela subunidade
2-Princípios da regulação gênica Reconhecimento do promotor pela subunidade sigma em E. coli [Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci –578]

11 Fatores sigma alternativos em E. coli
2-Princípios da regulação gênica Fatores sigma alternativos em E. coli [Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci –578]

12 Modelo de DNA dupla-hélice
3-Elementos reguladores no DNA Modelo de DNA dupla-hélice

13 3-Elementos reguladores no DNA
Grupamentos no DNA alvos para a interação específica com proteínas Complexo RNA polimerase e/ou proteínas reguladoras

14 Interação específica DNA-proteína
3-Elementos reguladores no DNA Interação específica DNA-proteína

15 Repetições invertidas no DNA em sítios de ligação com proteínas
3-Elementos reguladores no DNA Repetições invertidas no DNA em sítios de ligação com proteínas

16 Proteínas modulares reguladoras de transcrição
4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Proteínas modulares reguladoras de transcrição

17 Proteínas modulares reguladoras de transcrição
4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Proteínas modulares reguladoras de transcrição

18 4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA
Hélices de reconhecimento Proteína repressora dimérica Motivo hélice-volta-hélice

19 Proteína com motivos dedo de zinco (Zn2+)
4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Proteína com motivos dedo de zinco (Zn2+) 4Cys ou 2Cys/2His

20 Proteína com motivos dedo de zinco (Zn2+)
4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Proteína com motivos dedo de zinco (Zn2+) 4Cys ou 2Cys/2His

21 4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA
Proteína com motivos zíper de leucina (leucine zipper) Complexo proteína/DNA

22 4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA
Proteína com motivos zíper de leucina (leucine zipper) Sequência linear de proteínas reguladoras

23 Ligação cooperativa de dois fatores de transcrição
4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Ligação cooperativa de dois fatores de transcrição Isoladamente ambos possuem baixa afinidade de interação pela região alvo no DNA

24 Efeito combinatório de fatores de transcrição
4-Proteínas reguladoras ligantes de DNA Efeito combinatório de fatores de transcrição

25 Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências: 1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. ( 2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions. Leitura complementar: 1. [Sadhale P., Verma J. and Naorem A. (2007) Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci –578]