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Regulação da Expressão Gênica Edmar Vaz de Andrade Luis André M. Mariúba 1-Considerações gerais 2-Princípios da regulação gênica 3-Regulação gênica em.

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1 Regulação da Expressão Gênica Edmar Vaz de Andrade Luis André M. Mariúba 1-Considerações gerais 2-Princípios da regulação gênica 3-Regulação gênica em procariotos:Operon lac

2 1-Considerações gerais A necessidade de proteínas nas vias metabólicas varia de acordo com condições nutricionais Diferenciação celular Minimização do custo energético

3 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 Controle dos Níveis de Proteínas Celulares 1-Início da transcrição 2-Processamento pós- transcricional 3-Degradação do mRNA 4-Tradução 5-Modificações pós- traducionais 6-Degradação das proteínas 7-Endereçamento 1-Considerações gerais

4 Regulação ao Nível do Início da Transcrição Biossínteses desnecessárias podem ser interrompidas antes que haja consumo de energia; Regulação sincronizada de genes múltiplos que codificam produtos com atividades interdependentes. 1-Considerações gerais

5 Expressão gênica constitutiva: sem regulação aparente Expressão gênica regulada: expressão alterada em determinadas situações –Indução –Repressão 1-Considerações gerais

6 2-Princípios da regulação gênica A transcrição é mediada e regulada por interações proteína-DNA Componente central: RNA polimerase Regulação da interação da RNA polimerase com a região promotora

7 Representação esquemática de seqüência consenso em promotores de E. coli 2-Princípios da regulação gênica Elemento UPRegião -35 TTGACA Região -10 TATAAT Sítio de início da síntese de RNA (+1)

8 Três tipos de proteínas regulam a iniciação: o Fatores de especificidade Alteram a especificidade da RNAP com promotores –Proteínas reguladoras : o Repressores: se ligam a operadores Impedem o acesso da RNAP ao promotor o Ativadores: se ligam à regiões adjacentes a um promotor (elemento UP) Aumentam a interação RNAP-promotor Sinais moleculares (efetores)/Mediadores químicos (cAMP) –Modulam a atividade das proteínas reguladoras 2-Princípios da regulação gênica

9 (Efetores) (Indutor) (Co-repressor)

10 Regulação negativa ou positiva são definidas pelo tipo de proteína reguladora envolvida: a proteína ligada ou facilita ou inibe a transcrição; Em qualquer caso, a adição do sinal molecular pode aumentar ou diminuir a transcrição, dependendo do seu efeito na proteína reguladora. 2-Princípios da regulação gênica

11 Genes de mesma rota metabólica ou genes estruturais relacionado estão localizados lado a lado no cromossomo Jacob e Monod (1961): estudo do metabolismo de degradação da lactose; Operon: unidade de expressão gênica –Composto por promotor, sequencias reguladoras e genes 3-Regulação gênica em procariotos

12 Tradução de Proteínas 1-Considerações Gerais 2-Etapas da Tradução 2.1-Ativação dos Aminoácidos 2.2-Início da Tradução 2.3-Elongação 2.4-Término e liberação 3-Polissomos em eucariotos 4-Transcrição e tradução simultâneas em procariotos Edmar Vaz de Andrade Luis André M. Mariúba

13 Tradução: O processo total da síntese de proteína guiada pela mRNA; 1-Considerações Gerais

14 Códon: Trinca de nucleotídeos que codifica para um aminoácido específico; Lidas de maneira sucessiva, não sobreposta; Três janelas de leitura possíveis 1-Considerações Gerais

15 A decifração do código genético é lembrada como uma das mais importantes descobertas científicas do século XX Código genético degenerado

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17 Códon de iniciação (AUG) Códons de terminação (UAA, UAG e UGA) O código genético é quase universal. Exceções: mitocôndrias, algumas bactérias e alguns eucariotos unicelulares. 1-Considerações Gerais

18 tRNA: moléculas adaptadoras que transferem a informação contida no genoma à uma seq. de AA (aminoácidos) 1-Considerações Gerais

19 O tRNA são denominados em função do AA que representam, p. ex.: tRNA trp Aminoacil-tRNA: quando um tRNA está ligado a seu aminoácido Propriedades importantes: –São capazes de representar somente um AA, ligando-se covalentemente a ele –Contêm uma seq. de trinucleotídeo, o anticódon, que é complementar ao códon do mRNA e que representa o AA

20 Ribossomo 1-Considerações Gerais Complexo supramolecular formado por rRNA e proteínas Ribossomo bact.: 65% rRNA e cerca de 35% de proteínas

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22 Estrutura Geral dos Ribossomos 1-Considerações Gerais

23 Funções dos componentes ribossomais: –rRNA: Servir de arcabouço para interação com proteínas. Alguns rRNAs podem ter atividade enzimática (ribozimas). Reconhecimento e interação com o mRNA –Proteínas: função enzimática e componente estrutural durante a síntese protéica. 1-Considerações Gerais

24 2-Etapas da Tradução 2.1-Ativação dos aminoácidos Processo no qual cada um dos 20 aminoácidos é ligado (esterificado) ao tRNA correspondente. –Enzima: aminoacil-tRNA-sintetase –Compartimento celular: citossol

25 2-Etapas da Tradução 2.1-Ativação dos aminoácidos

26 Seqüência sinal Shine-Dalgarno no mRNA bacteriano - Sub-unidade 30S 2-Etapas da Tradução 2.2-Início da Tradução 2 tRNAs para a Metionina

27 Sítios do ribossomo: Sítio A ou aminoacila Sítio P ou peptidil Sítio E ou de saída (exit) 2-Etapas da Tradução 2.2-Início da Tradução Complexo de iniciação 1 2 3

28 Ligação do segundo aminoacil-tRNA 2-Etapas da Tradução 2.3-Elongação

29 2-Etapas da Tradução 2.3-Elongação Ligação peptídica entre o Met i e o segundo aminoácido: efeito catalítico do rRNA grande (peptidil transferase)

30 2-Etapas da Tradução 2.3-Elongação Translocação ou deslocamento do ribossomo sobre o mRNA correspondente a um códon

31 2-Etapas da Tradução 2.3-Elongação Modelo computacional do complexo de tradução procariótico

32 Procariotos: 3 fatores de liberação Eucariotos: apenas 1 2-Etapas da Tradução 2.4-Terminação e liberação Códons de terminação UAA UAG UGA

33 Tradução rápida de uma única mensagem por polissomo 3-Polissomos

34 4-Transcrição e tradução simultâneas em procariotos


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