Epigenética.

Apresentação em tema: "Epigenética."— Transcrição da apresentação:

1 Epigenética

2 Fenómeno Epigenético Qualquer actividade reguladora de genes que não envolve mudanças na sequência do DNA (código genético) e que pode persistir por uma ou mais gerações

3 Territórios cromossómicos

4 Espaços intercromáticos

5 Territórios cromossómicos e Espaços intercromáticos

6 O início da epigenética
1990’s Descobertas metilases de DNA em C Metilação representada na maioria dos animais, vegetais e fungos 1993 Stephen Baylin et al Metilação do Gene de Supressão Tumoral p16 numa variedade de tumores humanos Tratamento destas células com agentes desmetilantes repõe a actividade do gene Extensa metilação em promotores de outros genes de supressão tumoral

7 Mecanismos conhecidos de regulação epigenética
Metilação do DNA Modificação das Histonas Metilação Acetilação Fosforilação Silenciamento do RNA RNA directed DNA methylation Postranscriptional gene silencing RNA interference (RNAi) Imprinting A Epigenética em Análises Clínicas

8 Metilação A 5ª base 5-metil citosina

9 A metilação inactiva os genes

10 Metilação do DNA, ilhas CpG e defesa genómica

11 Papel da Metilação/desacetilação na repressão do genoma
animação

12 Mecanismos conhecidos de regulação epigenética
Metilação do DNA Modificação das Histonas Metilação Acetilação Fosforilação Silenciamento do RNA RNA directed DNA methylation Postranscriptional gene silencing RNA interference (RNAi) Imprinting A Epigenética em Análises Clínicas

13 Código das histonas (I)
1993 Alan Wolffe Acetilação das histonas altera o acesso de outras proteínas ao DNA (abre o cromossoma) Acetilases/Desacetilases formam complexos com factores de transcrição que ligam/desligam os genes 1998 Adrian Bird et al. Mostrou que as desacetilases podem funcionar em conjunto com metilases: se a desacetilase for inibida, a metilação não inactiva os genes

14 Código das histonas (II)
2000 Thomas Jenuwein Identificou uma metilase de histonas, mostrando que actuam sobre o mesmo local das histonas que as acetilases 2001 Tony Kouzarias Metilação de histonas desliga os genes Metilação da H3 permite a ligação da HP1, o que silencia os genes

15 Modelos de modificação eu/heterocromática por alteração de histonas

16 Formation of heterochromatin silences gene expression at telomeres and other regions
Silent genes in mating-type control in yeast Figure 10-55

17 Several genes encode proteins that bind specifically to silent loci at yeast telomeres
Figure 10-56

18 Schematic model of silencing at yeast telomeres
Figure 10-57

19 Repressors and activators can direct histone deactylation at specific genes
Figure 10-58

20 Analysis of the acetylation state of histones in chromatin associated with a specific region of the genome Figure 10-59

21 Modificações de histonas que regulam a cromatina

22 Módulos proteicos que modificam as histonas

23 Mecanismos conhecidos de regulação epigenética
Metilação do DNA Modificação das Histonas Metilação Acetilação Fosforilação Silenciamento do RNA RNA directed DNA methylation Postranscriptional gene silencing RNA interference (RNAi) Imprinting A Epigenética em Análises Clínicas

24 Silenciamento do RNA -RdDM = RNA directed DNA methylation
-PTGS = Post translational gene silencing -RNAi = RNA interference siRNA= small interfering RNA RISC = RNA induced silencing complex CMT = chromomethylase DNMT= DNA methyltransferase IR = inverted DNA repeats SC = single copy genes cRdRP= cellular RNA dependent RNA pol DICER/CAF = RNAse III type enzimes

25 Epigenética Metilação do DNA Modificação das Histonas
Acetilação Fosforilação Silenciamento do RNA RNA directed DNA methylation Postranscriptional gene silencing RNA interference (RNAi) Imprinting A Epigenética em Análises Clínicas

26 Imprinting (I) Marcação permanente dos genes passados por cada um dos progenitores Fenómeno conhecido há pelo menos 3,000 anos Égua+Burro  Mula Cavalo+Burra  Macho há efeitos específicos do genero nos cruzamentos

27 Imprinting (II) 1991 2001 Igf2r H19 Igf2 (activo só se herdado do pai)
Mais de 40 genes com efeito de imprinting mecdin UBE3A p53 (gene de supressão tumoral envolvido no neuroblastoma) peg3 igf2 Activos só se herdados da mãe Prader-willi e Angelman syndromes Afectam o desenvolvimento embrionário

28 Imprinting (III) Metilação está habitualmente envolvida quer activando quer inactivando os genes Genes imprinted estão presentes em clusters Ex: H19/Igf2 (11p15.5) DKK1/GTL2 (14q32) Um dos genes origina 1 proteína o outro RNA não traduzido (cerca de 25% dos genes imprinted não originam proteínas) Os genes são separados por ilhas CpG as quais são locais de ligação de CTCF, formando uma fronteira cromossómica

29 Imprinting (IV)

30 Implicações do imprintig
Necessidade de: Remover as marcas de imprinting cedo na gametogénese Criar novas marcas de imprinting durante a gametogénese

31 A epigenética em análises clínicas(I)
Bibliografia crescente implicando epigenética em patologias (ex: tumores) Loss of genomic methylation causes p53-dependent apoptosis and epigenetic deregulation Eric Lander, Rudolf Jaenisch Nature Genetics, vol 27, January 2001 Cancer epigenetics comes of age. Jones PA, Laird PW. Nat Genet Feb;21(2):163-7.PMID: ; UI: DNA methylation in health and disease.Robertson KD, Wolffe AP Nature Reviews Genetics October, Vol.1:11-19 DNA methylation. Singal R, Ginder GD. Blood Jun 15;93(12): PMID: ; UI: DNA methylation: past, present and future directions. Robertson KD, Jones PA. Carcinogenesis Mar;21(3): PMID: ; UI: Current Topics in Microbiology and Immunology. Vol. 249: DNA Methylation and Cancer edited P. A. Jones, P. K. Vogt Springer-Verlag (2000) pp. 170. Behind the Scenes of Gene Expression Elizabeth Pennisi, Science Aug :

32 A epigenética em análises clínicas(II)
Patologias com envolvimento da Epigenética Sindroma do X frágil Sindroma de Rett Sindroma ICF (Imunodeficiencias,Instabilidade centromérica e Anomalias Faciais) (Mutações na DNA metiltransferase 3B (DNMT3B)) Genes de supressão tumoral em tumores Deficiencias de imprinting genético Envelhecimento Doenças cardiacas

33 A epigenética em análises clínicas(III)

34 A epigenética em análises clínicas (IV)
Epigenomics Detecção do padrão de metilação (human epigenome) Sangano Biosciences Drogas para alterar o padrão de metilação Produtos em teste Clinical trials para tratar leucemias com agentes que removem grupos metilo (activam os genes de supressão tumoral) Clinical trials para drogas que removem a acetilação das histonas

35 Mutações na DMT3B em doentes com síndroma ICF

36 O síndroma do X frágil

37 Mutações no gene MECP2 em doentes com Síndroma de Rett

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