Introdução à expressão gênica

1. Introdução à expressão gênica Dalila L. Zanette

2. Proteínas exercem as funções básicas • Proteínas: • Estrutura dos organismos • Enzimas que catalisam as reações bioquímicas • Hormônios O DNA codifica as diferentes proteínas

3. Nucleotídeo – unidade básica do DNA Nucleotídeo: unidade básica de repetição na fita de DNA Nucleotídeo : açúcar (desoxirribose) + base nitrogenada

4. Estrutura do DNA Os nucleotídeos se ligam uns aos outros – ligação fosfodiéster Estrutura do DNA : hélice dupla antiparalela

5. Estrutura do RNA Pentose : ribose No lugar da timina, uracila RNA mensageiro sintetizado no núcleo a partir do DNA TRANSCRIÇÃO

6. Código genético Seqüência de 3 nucleotídeos do DNA : códon A seqüência destes códons no DNA é copiada em RNAm Codifica um aminoácido, unidade básica da estrutura das proteínas A seqüência dos aminoácidos dá origem a diferentes proteínas

7. Códons

8. Dogma central da biologia molecular

9. Dogma central da biologia molecular

10. Informação para síntese protéica

11. Conceito de gene Um segmento de DNA que tem a informação necessária para a síntese de uma proteína • Composto por : • regiões codificantes – éxons • regiões não-codificantes - íntrons

12. INTRONS 3` 5` EXONS Estrutura do gene zoom

13. Estrutura do gene

14. DIVERSIDADE CELULAR Organismos multicelulares Síntese e acúmulo de diferentes RNAs e proteínas A seqüência do DNA não se altera Apenas em poucos casos ocorrem rearranjos (diversidade do sistema imunológico, por exemplo)

15. O que torna uma célula diferente da outra? 1. Processos comuns a todas as células - proteínas em comum 2. Algumas proteínas são encontradas somente em células altamente especializadas 3. RNAs mensageiros - qualidade e quantidade 4. Há outras diferenças além do RNA Ex. fatores pós-transcricionais

16. Níveis de regulação Três níveis de regulação • Antes da transcrição • Após a transcrição • Mecanismos epigenéticos

17. Níveis de regulação RNA Proteína DNA

18. Ativadores Repressores Reforçadores Elementos isolantes Regiões reguladoras e regiões promotoras Antes da transcrição

19. Início da transcrição: ATIVADORES Forma mais simples Ativadores: Atraem, posicionam e modificam os fatores de transcrição e a RNA pol II Ativadores – dois sítios

20. Ativadores podem modificar a cromatina Os fatores de transcrição podem não conseguir acessar o promotor Organização em nucleossomos – acesso através de modificações na cromatina HAT e complexos de remodelagem Cromatina acetilada – ativa Cromatina desacetilada - inativa

21. Repressores Repressão de grandes regiões - heterocromatina Repressão local : várias maneiras • Competição pela ligação ao DNA • Mascarando a superfície de ativação • Interação direta com fatores de transcrição 4. Recrutamento de complexos de remodelagem de cromatina 5. Recrutamento de histona-desacetilases

22. Controle pós-transcricional

23. 1 2 3 4 Processamento normal do RNA SPLICING retirada dos introns, ficam somente os exons RNA mensageiro sem os introns

24. Processamento normal do RNA Capeamento • Logo após a transcrição • Ligação efetiva de 7-metilguanosina ao primeiro nucleotídeo 5’ do transcrito de RNA • FUNÇÕES: . Proteger transcrito do ataque da exonuclease 5’→3’ . Facilitar transporte para citoplasma . Facilitar encadeamento . Papel no encaixe da subunidade 40S dos ribossomos no mRNA Poliadenilação • Após o término da transcrição – clivagem terminal do RNA • Adição de cerca de 200 resíduos de adenilato (AMP), logo após a clivagem do RNA • FUNÇÕES: . Facilitar transporte para o citoplasma . Estabilizar o RNAm . Facilitar a tradução

25. Splicing alternativo Combinações diferentes de exons – um gene, várias proteínas

26. Processamento do RNA

27. Conceito de gene Sequência de DNA transcrita como uma unidade que gera uma proteína Splicing Alternativo Sequência de DNA transcrita como uma unidade que codifica um grupo de proteínas semelhantes (isoformas)

28. Tipos de splicing alternativo

29. As diferenças dramáticas que existem entre os diferentes tipos celulares é produzida por diferenças na expressão gênica Mecanismos para a criação de células especializadas

30. Diversidade de genes Diversidade de genes – genoma Splicing alternativo – isoformas Mutações que alteram a proteína formada

31. Estudos de expressão gênica Conjunto de genes expressos vai dizer quais as proteínas expressas que constituem um tecido ou que caracterizam uma determinada situação

32. Importância dos estudos de expressão gênica

33. Técnicas para análise da expressão gênica PCR em tempo real Microarrays SAGE