UBAIII Biologia Molecular

1º Ano2015/2016

MJC-T10

Sumário: Regulação da expressão genética em bactérias

Indução e repressão de operões bacterianos. “Riboswitches”

Regulação da expressão genética em eucariotas Capítulo X. O núcleo eucariota e o controlo da

expressão genética Comossomas e cromatina Epigenética Organização do núcleo

Controlo ao nível da transcrição O papel dos factores de transcrição como reguladores da

transcrição. Estrutura dos factores de transcrição

26/nov/2014

O operão bacteriano

MJC-T10 26/nov/2014

Exemplos de operões bacterianos

MJC-T10 26/nov/2014

Controlo do operão lac por cAMP

MJC-T10 26/nov/2014

Riboswitches Moléculas de mRNA

que se ligam especificamente a pequenos metabolitos e regulam ou o fim da transcrição ou a tradução.

Na imagem está o riboswitch de lisina

MJC-T10 26/nov/2014

Como se dá a diferenciação celular?

MJC-T10

DIFERENCIAÇÃOCELULAR?

PERDA DE GENES?

26/nov/2014

Níveis de controlo da expressão genética

MJC-T10 26/nov/2014

Estudo da expressão genética

MJC-T10

marcação dos genes por genes repórter

Microarrays

26/nov/2014

Expressão genética O que é? Todas as células do nosso organismo têm o

mesmo genoma? Todas têm a mesma expressão genética?

29/Nov/2012MJC-T0910

O núcleo

29/Nov/2012MJC-T0911

Cromossomas Molécula única de DNA 2 metros de comprimento no total

5cm/cromossoma Têm de estar

acessíveis a interação com proteínas transcriptoras e replicadoras;

Separados fisicamente uns dos outros sem se “enlearem”

Aparecem e desaparecem dependendo da fase do ciclo celular.

29/Nov/2012MJC-T0912

Cromatina Conjunto de DNA e Histonas Nucleosomas

29/Nov/2012MJC-T0913

H3H4H2B

H2A

H3H2B

Tipos de histonas Octâmeros de histonas Histona linker H1 Outras variantes Ligações com outras moléculas

29/Nov/2012MJC-T0914

Níveis superiores de empacotamento

29/Nov/2012MJC-T0915

H1

Super enrolamento

29/Nov/2012MJC-T0916

Topoisomerase II

Heterocromatina e eucromatina Vizualização Vs. Transcrição

29/Nov/2012MJC-T0917

Heterocromatina constitutiva:telómeros e centrómerosefeito de posiçãosequências bloqueadoras ou

Heterocromatina facultativa:Cromossoma X das fêmeas (ambos estão activos durante a oogenese)mosaicismo em humanos

(daltonismo)

Formação de heterocromatina Depende da

modificação específica das histomas

O código das histonas Acetilação (lisina) “liga” Metilação (lisina ou

arginina) “desliga” Fosforilação (serina)

Lisinas acetiladas abundantes na H3 da eucromatina

As mesmas lisinas metiladas em heterocromatina. 29/Nov/2012MJC-T0918

19

O código das histonas

29/Nov/2012MJC-T09

Exemplos de proteínas que se ligam a histonas As alterações de alguns resíduos das histonas

levava: Ligação de proteínas específicas Alteração da interacção entre histonas

29/Nov/201220 MJC-T09

METILAÇÃO COMPACTAÇÃO SILENCIAMENTO

29/Nov/201221 MJC-T09

METILAÇÃO COMPACTAÇÃO

Todas as histonas H4 acetiladas estão a verde. Conclusão?

Cariotipagem

29/Nov/201222 MJC-T09

Telómeros

TTAGGGAATCCC

Repetidas 500 a 5000 vezes

SEQUÊNCIA MUITO SEMELHANTE ENTRE ORGANISMOSO QUE INDICA?

29/Nov/201223 MJC-T09

Problemas na replicação de elementos lineares

29/Nov/201224 MJC-T09

Modificação da extremidade

PORQUÊ?29/Nov/201225 MJC-T09

Telomerase-Uma transcriptase reversaTelomerases não estão sempre activas (expressas).Menor expressãoenvelhecimento e apoptoseExpressão aumentada possibilidade da formação de tumores.

29/Nov/201226 MJC-T09

CentrómerosSão heterocromatina constitutiva ou facultativa?171pbs 500kbasesTêm proteínas associadas

(H3 é CENP-A ligação dos MT)

29/Nov/201227 MJC-T09

Epigenética Nem sempre a hereditariedade depende da

sequência de DNA. Há características determinadas

epigeneticamente (por associação a proteínas específicas). Ex: inactivação dos cromossomas X das fêmeas

Mecanismos epigenéticos normalmente podem reverter.

Mecanismos epigenéticos muito associados a histonas São herdadas aleatoriamente As que são sintetizadas de novo têm de ser

“codificadas” com as acetilações, fosforilações e metilações correctas.

29/Nov/2012MJC-T0928

Núcleo eucariota não é um saco!

É um organelo organizado As fibras de

cromatina estão organizadas num domínio específico dentro do núcleo

29/Nov/201229 MJC-T09

Organização do núcleo eucariota Dirigida pelas proteínas

do envelope nuclear. A transcrição ocorre em

zonas específicas. Genes envolvidos nos

mesmos processos mas estão localizados em cromossomas diferentes são muitas vezes transcritos ao mesmo tempo e interagem

29/Nov/201230 MJC-T09

Control of Gene Expression in EukaryotesNuclear organization

Antibody staining against an mRNA processing factor

shows 30-50 distinct sites Time course of viral gene expression in

infected cells showing splicing factors (orange) compared to integration site (white arrow)

The Nucleus as an Organized Organelle Chromatin fibers of an interphase chromosome are not diffuse and

random, but are concentrated into distinct territories. Genes are physically moved to nuclear sites called transcription

factories where transcription machinery is located (e.g. hormone induction).

DNA sequences that participate in a common biological response but reside on different chromosomes interact within the nucleus.© 2013 John Wiley & Sons, Inc. All

rights reserved.

Regulação da expressão genética

MJC-T12 11/dez/2014

Factores de transcrição

MJC-T12

QUE MOLÉCULAS?QUAIS CONHECEM?

GTFS

Activadores de transcrição

Repressores de transcriçãoUm FT liga em vários

genes

O mesmo gene liga +1 FT

11/dez/2014

FT podem associar-se

MJC-T12

AP1

NFAT-1

11/dez/2014

Variedade de FT

MJC-T12

DNA

Dímero

11/dez/2014

Tipos de dimerização

MJC-T12 11/dez/2014

Variantes de FT: 1. Zinc Finger

MJC-T12

TFIIIA

GLI

11/dez/2014

Variantes de FT: 2.Helix-Loop-Helix

MJC-T12bHLH

MyoD

11/dez/2014

Variantes de FT: 3.Fecho de leucinas–Leucine zipper

MJC-T12

AP1

FOSJUN

11/dez/2014

Zonas de DNA onde se ligam FT?

MJC-T12 11/dez/2014

Elementos de resposta do gene PEPCKFosfoenolpiruvato carboxicinase

MJC-T12 11/dez/2014

Activação de genes por receptores de glucocorticoides

MJC-T10 26/nov/2014

Activação da transcrição – Elementos promotores distais

MJC-T10

Moduladores de cromatina

Coactivadores que actuam directamente

na maquinaria de transcrição

26/nov/2014

Co activadores que actuam directamente na transcrição TFIID

Mediator

MJC-T10 26/nov/2014

Co-activadores que actuam na remodelação da cromatina Modificação de histonas

MJC-T10 26/nov/2014

Co-activadores que alteram a estrutura da cromatina

MJC-T10

HAT OU KATHADC

Promovem a ligação de Complexos remodeladores de cromatina. Ex: SWI/SNF, SW1 e FACT

26/nov/2014

MJC-T10 26/nov/2014

MJC-T10 26/nov/2014

MJC-T10 26/nov/2014

MJC-T10 26/nov/2014

Desfecho da acção de Complexos Remodeladores de Cromatina

MJC-T10

QUAL É O EFEITO PRETENDIDO?

26/nov/2014

Repressão da transcrição HDACs

MJC-T10 26/nov/2014

MJC-T10 26/nov/2014

MJC-T10 26/nov/2014

Recursos utilizados Capítulo 6 Karp 6ª Edição. Secção 6.1a 6.4 Capítulo 12 Karp 4 e 5ª Edição. Secção 12.1 Capítulos 7 e 8 do Biologia Celular e

Molecular. Azevedo e Sunkel. Capítulo 6 Karp 6ª Edição. Secção 6.1 Capítulo

12 Karp 4 e 5ª Edição. Secção 12.1-12.4

11/dez/2014MJC-T12