Regulação gênica em eucariontes - Curso online de biologia molecular

o olá sejam bem-vindos a mais uma aula do curso de fundamentos de biologia molecular meu nome é ana luiza e nessa aula nós veremos na regulação da expressão gênica em organismos eucariotos e na sala então iremos ver como organismos eucariotos regulam a expressão dos seus genes iremos falar sobre fatores de crescimento estágios da regulação gênica fatores de transcrição repressores e também iremos ver a regulação pós-transcricional tradicional e pós-traducional e no organismo humano foram encontrados pelo menos mais de 200 tipos de células como por exemplo a células dos músculos do fígado células nervosas células pulmonares do

epitélio da medula óssea e assim por diante esses tipos de células diferem tanto da sua morfologia quanto na sua função porém contém o mesmo genoma o mesmo dna e como é possível por exemplo que uma célula do fígado seja especializada em atuar na metabolização de álcool e as células neuronais sejam especializadas em produzir neurotransmissores isso ocorre porque os eucariotos desenvolveram mecanismos complexos de regulação para poder expressar um gene específico em um tipo de célula sem mudar a sequência do próprio gênio o primeiro vamos ver algumas diferenças que os eucariotos possuem em relação aos procariontes esses

organismos possuem núcleo delimitado por membrana compartimentos celulares o dna está compactado na cromatina possuem segmentos de dna repetitivo que ainda não se sabe exatamente quais são suas funções os genes dos eucariotos são monocistrônicos ou seja uma unidade de transmissão codifica uma unidade de produção isso é diferente em relação aos procariontes que como nós vimos osso em seus genes organizados em operações ó e além disso os eucariotos apresentam sequências de dna não codificantes e a regulação da expressão gênica portanto permite controlar quais genes no der no dna das células serão expressos como nós vimos todas as

células possuem o mesmo dna mas todas podem expressar genes diferentes dessa forma cada célula especializada em sua função bom e como a célula descinge qual gene será expresso o padrão de expressão depende muito das informações tanto internas como as proteínas que as células possuem a informação contida no dna e também externas então sinais químicos ou mecânicos ou presença de nutrientes e e vamos então é o exemplo de regulação da expressão gênica através de sinais químicos que são os fatores de crescimento então o sinal químico estimula a célula a se dividir ele se liga ao receptor

a célula esse receptor altera a sua conformação isso desencadeia uma cascata de eventos químicos que ativam fatores de transcrição esses fatores de transcrição se ligam em sequências alvo no dna e provocam a transcrição de genes envolvidos na divisão celular e essa figura então ilustra esse processo o fator de crescimento se ligue o receptor na célula e só tive uma cascata de sinalização entre o celular leva aos fatores de transcrição se ligarem ao dna alvo permitindo então a ação da dna polimerase levando a transcrição de genes que ao serem traduzidos vão codificar proteínas que leva ao

aumento do crescimento e divisão celular a expressão gênica então ela pode ser regulada em várias etapas é diferente genes são regulados em diferentes pontos do é uma das formas de regular a expressão gênica a justamente através da acessibilidade da cromatina então quando ela está mais relaxada mais aberta - compactada ela fica mais acessível a maquinaria de transcrição facilitando a transcrição dos genes quando ela está mais compactada menos relaxada ela fica menos acessível a maquinaria de transcrição impedindo a transcrição gênica é uma das etapas em que a expressão gênica é regulada com mais frequência é durante

a própria transcrição então existem fatores de transcrição que se ligam as sequências no dna dentro ou perto do gênio que vão ajudar a promover ou reprimir a transcrição e também com já ver o controle da expressão gênica durante o processamento do rna mensageiro então nesse processamento da reunião mensageiro nós já vimos na aula anterior que a existe uma spice sim né que a retirada dos íntrons o capim que a adição de um nucleotídeo modifica é o tempo que o rna mensageiro fica no citoplasma também leva a uma alteração pode levar a alterações na expressão gênica

e afetar as proteínas que serão traduzidas isso porque pode sofrer a ação de micro rn as podendo a desestabilizar esse rna mensageiro e a regulação pode ser feita também durante a tradução sendo que ela pode ser aumentada ou inibida por reguladores e também pode sofrer ação de micro rna as e além disso pode ocorrer modificações pós-traducionais ou seja as proteínas podem sofrer modificações depois de terem cida já feitas em tecido ou traduzidos isso pode afetar a sua atividade e comportamento e essa figura então resumo e todos esses processos que nós falamos a a regulação da

expressão gênica em eucariotos pode ser feita a nível da acessibilidade da cromatina pode ser feita durante a transcrição ou no processamento do rna mensageiro ou dependendo também depois que esse arranhar mensageiro já está pronto está no citoplasma em relação à sua instabilidade pode ser feita durante a tradução ou depois que essa proteína já está feita podem pode sofrer modificações pós-traducionais alterando a sua atividade e vamos começar falando então sobre mecanismos de regulação da expressão gênica que ocorrem durante a transcrição para que ocorra o início da transmissão a a região promotora serve como pontos de ancoragem

para maquinaria da transcrição a regulação é feita por fatores de transcrição em eucariotos existem três rna polimerases é a região promotora do gene contém uma região iniciadora onde começa a transcrição essa região é chamada de tata-box e ela fica 30 pares de base antes do ponto de início e aí e os fatores de transcrição então é eles se ligam ao dna fazem com que ele se dobre e facilitam a ligação da rna polimerase ao tata-box no promotor na região promotora fazendo então a regulação da transcrição gênica os fatores de transcrição são proteínas que regulam a

transcrição podem ser ativadores na impulsionando a transcrição ao repressores reduzindo a transcrição e essa figura então mostra a região promotora do dna aonde se liga arranhar polimerase e os fatores de transcrição que vão auxiliar ao inibir a transcrição do gênero e existem então fatores de transcrição que são ativadores a ativam a transcrição ajudando a rna polimerase a se ligar ao promotor do gênio bom então o ativador ele se liga no seu sítio de ativação a em auxilia a reunião polimerase a se ligar ao promotor levando então ao início da transcrição do gene alvo é a

e os repressores por sua vez a reprimem a transcrição impedindo que arranhar polimerase se ligue o motor do gênio quiz bom então quando o repressor se liga no seu sítio ele bloqueia a ação da rna polimerase dessa forma aquele genial vo não será transcrito e muitas vezes para que a expressão de um gene seja regulada é necessária a combinação de alguns fatores ativadores e repressores por exemplo nesse caso quando nós temos dois ativadores e não tenho repressor ocorre a transcrição quando apenas um ativador e também não está presente o repressor ocorre transcrição mas em quantidades

reduzidas contendo os dois ativadores e contendo também o repressor não ocorre a transcrição é a expressão gênica pode ser regulada também após a transcrição já ter ocorrido então após o gene será transcrito ainda pode ser regulado em vários estágios através dos pais sem alternativo ou a ação de micro rn ans e no processo de splicing alternativo que nós já vimos uma aula anterior a diferentes partes do rna mensageiro podem ser selecionados para compor os jacksons dessa forma nós temos duas ou mais moléculas de rinha mensageiras com a possibilidade de serem obtidas a partir de um

único r único pré-renal mensageiro esse processo ele é regulado por proteínas regulatórias que se ligam em locais específicos a esse processo de splicing alternativo leva a produção de proteínas diferentes em e esse exemplo então mostra que a partir de um mesmo pré-rna mensageiro a possibilidade de obtemos 2rn as mensageiros diferentes contendo diferentes actions e existem também os pequenos rn as reguladores os micro-rna então primeiro tinha transcrito como um rna normal de cadeia longa que forma a pares de base com ela mesmo dobrando-se na forma de um grampo essa grampo então é fracionado por enzimas liberando

alguns pequenos fragmentos e esse micro-rna eles se ligam a uma proteína formando um complexo um direciona-se complexo para parear com as moléculas de rna mensageiro e ele pode ficar que o rei a mensageiro seja traduzido então ele tem um papel de atuar na regulação da expressão gênica bom então o o rna o micro-rna ele é transcrito como rna mensageiro de cadeia longa e como possui complementaridade entre as bases acaba formando uma estrutura parecida com um grampo que depois então é cortada por enzimas e liberando pequenos fragmentos e é sim micro-rna então ele forma um complexo

com uma proteína e ele tem complementaridade com as bases do rna mensageiro que vai ser uma rinha mensageiro que tenham gene em específico ao qual essa expressão será regulada então ele forma complementaridade com as partes de base de serem a mensageiro qual nome se ligar se arranhar mensageiro não é nem pede a tradução então impede que a senha mensageiro seja traduzido dessa forma então regula a expressão gênica é e aí é a expressão também pode ser regulada a nível da tradução então através da mudança na disponibilidade ou atividades de proteínas auxiliares para a tradução ter

início a proteína em f2 ela tem que se ligar a sub-unidade pequena do ribossomo e ela controlada pela fosforilação dessa proteína quando a em f2 está fósforo e lada ela está desligada então a tradução não se inicia e quando aí f2 não está fosforila da ela está ligada à subunidade menor do ribossomo então a tradução acontece e essa figura então ilustra esse processo quando a em f2 está fosforila da não se liga a subunidade menor do ribossomo então isso bloqueia a tradução faz com que não haja tradução daquele gênero quando ela não está fosforila da

se une a subunidade menor do ribossomo e a tradução ocorre normalmente em ah e por fim a expressão ela pode ser regulada a nível pós-tradicional agindo em proteínas que já foram sintetizadas então alterações nas proteínas levam a mudanças na sua atividade e comportamento então adição de grupamentos químicos dessas proteínas como fosforilação object nação podem a ser uma forma de regulação pós-tradicional por exemplo proteínas marcadas convict na são levadas para o proteossomo e quebradas em componentes menores os exemplos de regulação pós-tradicional a ubiquitinação então proteínas contendo o bico tina são levadas ao proteassoma são degradadas e

a fosforilação também causam alterações na conformação da proteína fazendo com que ela altere o seu comportamento e essa foi então a nossa aula de regulação da expressão gênica em eucariotos e na próximo módulo nós vamos falar um pouco sobre algumas técnicas utilizadas em biologia molecular muito obrigada e até a próxima