FATORES EPIGENÉTICOS Universidade Federal de Santa Catarina Programa de Pós-graduação em Bioquímica Apoios aos alunos de graduação FATORES EPIGENÉTICOS

REUNI: Fatores epigenéticos Fenômeno epigenético Definição: Qualquer atividade reguladora de genes que não envolve mudanças na sequência do DNA (código genético) e que pode persistir por uma ou mais gerações. Da mesma maneira que as células herdam genes, elas herdam também um grande número de informações que determinam quando estes genes devem ser ativados e em que tecido. Importância: permite que as células tenham características diferentes, mesmo possuindo o mesmo DNA.

Estados de condensação durante o ciclo celular REUNI: Fatores epigenéticos Estados de condensação durante o ciclo celular

REUNI: Fatores epigenéticos Fenômeno epigenético DNA é encontrado nas células compactado formando a cromatina, isto é, DNA + proteínas (histonas). Desta maneira alterações na cromatina implicaria no grau de compactação do DNA e conseqüentemente definiria se uma determinada região do DNA seria expressa ou não.

Mecanismos de regulação REUNI: Fatores epigenéticos Mecanismos de regulação Metilação do DNA Modificação das Histonas Metilação Acetilação Fosforilação Silenciamento do RNA RNA directed DNA methylation Postranscriptional gene silencing RNA interference (RNAi) Imprinting

Introdução Modificações pós-traducionais : acetilação, metilação e fosforilação Classes de histonas H1, H2, H3 e H4 Funções: Empacotamento do DNA e Regulação gênica (silenciamento e ativação de genes)

REUNI: Fatores epigenéticos Nucleossomos

Histonas desacetilases (HDAC) faz remoção dos grupos acetil REUNI: Fatores epigenéticos Histonas As lisinas localizadas nas caudas das histonas são passíveis de modificações covalentes pela ligação de grupos acetil e metil. Histona acetiltransferase (HAT) é a enzima capaz de adicionar grupos acetil Histonas desacetilases (HDAC) faz remoção dos grupos acetil

Código de histonas (II) REUNI: Fatores epigenéticos Código de histonas (II) Código das histonas: a teoria postula que as modificações pós-traducionais são capazes de controlar a expressão gênica. Acetilação de histonas: Associada à transcrição da hetocromatina (eucromatina). Metilação das histonas: Associada à repressão Trasncricional (heterocromatina). Genes ativos: DNA desmetilado Histonas acetiladas Genes inativos: DNA metilado e histonas desacetiladas DNA metilado e histonas metiladas Cromossomo X inativo de mamíferos é hipoacetilado

Histone acetyltrasnferases (HATs) Histones deacetylases (HADCs) REUNI: Fatores epigenéticos Histone acetyltrasnferases (HATs) Histones deacetylases (HADCs) Histone fosforilation

Inibidor de HDAC para amenizar o câncer REUNI: Fatores epigenéticos Inibidor de HDAC para amenizar o câncer Foi identificado um inibidor da desacetilase, com o objetivo de que iniba a enzima permitindo a transcrição gênica de inúmeras células cancerígenas

O código de histonas é herdável REUNI: Fatores epigenéticos O código de histonas é herdável A seqüência de DNA como a estrutura das histonas são passadas fielmente para próxima geração celular

As histonas são remontadas logo após a replicação REUNI: Fatores epigenéticos As histonas são remontadas logo após a replicação Desestruturação do nucleossomo Forquilha de replicação forma novas fitas de DNA O octâmero de histonas é remontado para formar o nucloessomo

Como os mecanismos epigenéticos controlam a expressão gênica? REUNI: Fatores epigenéticos Como os mecanismos epigenéticos controlam a expressão gênica? Alterações conformacionais da cromatina que impedem o acoplamento da maquinaria transcritional. Histonas acetiladas podem servir para recrutar complexos de remodelamento que descondensam a cromatina.

REUNI: Fatores epigenéticos Papel das histonas H1

Análise do estado de acetilação de histonas REUNI: Fatores epigenéticos Análise do estado de acetilação de histonas

Fosforilação melhora no desenvolvimento da memória Introdução A remodelagem da cromatina é um importante mecanismo epigenético na regulação da transcrição gênica. No cérebro foi recentemente mostrado que esta remodelagem é crítica no aprendizado, formação da memória longa e na manutenção da neuroplasticidade Fosforilação melhora no desenvolvimento da memória