M.Sc Larissa Paola Rodrigues Venancio Pós-Graduação em Genética HETEROCROMATINA M.Sc Larissa Paola Rodrigues Venancio Pós-Graduação em Genética

HETEROCROMATINA -Material cromossômico: eucromatina e heterocromatina – Emil Heitz (1920). Heterocromatina originalmente identificada porque é compacta durante a interfase

GRANDE POSSIBILIDADE DE QUEBRA DURANTE REPLICAÇÃO E SEGREGAÇÃO IMAGINE SE OS CROMOSSOMOS NÃO SE COMPACTASSEM... O QUE OCORRERIA? GRANDE POSSIBILIDADE DE QUEBRA DURANTE REPLICAÇÃO E SEGREGAÇÃO

Condensação do DNA

HISTONAS E PROTEÍNAS CROMOSSOMAIS NÃO HISTÔNICAS Compactação ocorre com adição de proteínas específicas: HISTONAS E PROTEÍNAS CROMOSSOMAIS NÃO HISTÔNICAS + DNA CROMATINA

DNA é negativo: DNA e proteínas altamente associadas HISTONAS: Proteínas pequenas com aminoácidos carregados positivamente (lisina e arginina) – Por que? DNA é negativo: DNA e proteínas altamente associadas *altamente conservadas

HISTONAS + DNA: NUCLEOSSOMOS 1974: descoberta da unidade de empacotamento - nucleossomo O “colar de contas”

Responsável pelas fibras de 30nm FORMAÇÃO DE ESTRUTURAS DE ORDEM SUPERIOR: A HISTONA H1 Responsável pelas fibras de 30nm 1) Região globular central conservada; 2) Braços amino e carboxil-terminal pouco conservado; 3) Porção globular liga-se a um único nucleossomo; 4) Braços em contato com core de histonas de nucleossomos adjacentes.

HETEROCROMATINA: REGIÃO INATIVA DO GENOMA? HISTONAS – PROTEÍNAS QUE SOFREM MODIFICAÇÕES Caudas sofrem modificações pós-traducionais Estratégia baseada em histonas - introdução de variação na cromatina Funções biológicas: transcrição, silenciamento, heterocromatização, reparo de DNA e replicação

MODIFICAÇÕES DE HISTONAS -ACETILAÇÃO DE HISTONAS: associação com transcrição (enzimas são co-ativadoras transcricionais); -METILAÇÃO DE HISTONAS: H3 e H4 (mais comum) – modificação estável – marcador epigenético para manutenção do estado da cromatina por longo período. -UBIQUITINIZAÇÃO E BIOTINILAÇÃO: pouco conhecidos

MODIFICAÇÕES DE HISTONAS: contribuição para expressão gênica e silenciamento Modificações são reconhecidas por proteínas específicas que influenciam a expressão do gene e o silenciamento. -ACETILAÇÃO DE HISTONAS: enfraquece a ligação do core de histonas com o DNA, disestabilizando a estrutura nucleossomal e facilita a ligação de fatores de transcrição. *hipoacetilação: favorece expressão *deacetilação: silenciamento de genes -FOSFORILAÇÃO DE HISTONAS: regulação transcricional e mitose. (H1 e H3). H1: aumenta a dissociação da cromatina. -fosforilação de H1 é baixa na fase G1 da intérfase, aumenta continuamente na fase S e se torna hiperfosforilada quando a condensação é máxima.

MODIFICAÇÕES EM HISTONAS: marcadores epigenéticos de heterocromatina PAPEL DAS MODIFICAÇÕES EM HISTONAS E FORMAÇÃO DA HETEROCROMATINA: -Tem sido proposto que a heterocromatina recruta proteínas silenciadoras especiais para regiões particulares do genoma. *Metilação da H3-K9 = heterocromatização – mecanismo ”default” para controlar regiões com pouco atividade transcricional ou grande quantidade de DNA satélite e sequencias codificantes. -região centromérica rica em H3-K9 metilada. -inativação do cromossomo X. MODIFICAÇÕES EM HISTONAS: marcadores epigenéticos de heterocromatina

HETEROCROMATINA 1) CONSTITUTIVA: -CENTRÔMEROS (DNA α SATÉLITE) -TELÔMEROS 2) FACULTATIVA: -CROMOSSOMO X INATIVO

HETEROCROMATINA 1) CONSTITUTIVA: -CENTRÔMEROS (DNA α SATÉLITE) -TELÔMEROS 2) FACULTATIVA: -CROMOSSOMO X INATIVO

- α SATÉLITE (região centromérica e pericentromérica) DNA SATÉLITE: -repetições em tandem *inicialmente isolado de bandas satélites em experimento com gradiente de centrifugação, devido à diferenças no conteúdo A+T de resto do DNA genômico. - α SATÉLITE (região centromérica e pericentromérica) - MINISSATÉLITE e MICROSSATÉLITE (todo o cromossomo)

IMPORTÂNCIA DO DNA SATÉLITE: - Envolvidos em variação no tamanho dos genomas. *slippage strand misparing

IMPORTÂNCIA DO DNA SATÉLITE: - Ocorrência de genes transcricionalmente ativos em região satélite. Esse genes requerem o ambiente heterocromático para a sua atividade normal.

IMPORTÂNCIA DO DNA SATÉLITE: Reestruturação de genômica durante o desenvolvimento de alguns organismos. Regiões de quebra cromossômica: “hot-spots” para recombinação = permite rápidas e profundas mudanças evolutivas.  INTERESSANTES PARA ANÁLISES GENÉTICAS: Mapeamento de genomas (marcadores moleculares); Genética de Populações e Evolução; Genética Forense.

TELÔMEROS: - Estruturas especializadas posicionado no final do cromossomo eucarioto. -função protetora! – formação do complexo nucleoproteico shelterin associado à repetição TTAGGG. -Complexo Shelterin: associa-se ao final da molécula de DNA e previne a ativação das rotas de dano ao DNA

DINÂMICA TELOMÉRICA: Processo central do envelhecimento e tumorigenese. 1)perda de sequência como resultado da replicação – telomeros encurtam; 2)Telomero muito pequeno não é suficiente para recrutar o Shelterin – final cromossômico sem “cap”: quebra de DNA dupla fita. -EFEITO DE POSIÇÃO (CARACTERÍSTICA DE CROMATINA*) Telômeros reprimem a expressão de genes próximos (alterações na cromatina). -influências sobre genes dependente do tamanho do telômero  modificações de histonas (deacetilação)

1º Descrição de modificações em histonas que está diretamente relacionado com telômero: -Camundongos que não expressavam o gene SIRT6 –envelhecimento prematuro e instabilidade genômica SIRT6- deacetilase H3K9 – requerida para associação estável com a helicase WRN (essencial para replicação telomérica). Cromatina telomérica: potencial para afetar a saúde humana= mudanças na estrutura da cromatina do final do cromossomo pode afetar a regulação do tamanho do cromossomo e proteção – instabilidade genômica, envelhecimento e câncer.

Laboratório de Hemoglobinas e Genética das Doenças Hematológicas OBRIGADA! larissa_biorp@yahoo.com.br Laboratório de Hemoglobinas e Genética das Doenças Hematológicas