Universidade Federal de Santa Catarina Programa de Pós-graduação em Bioquímica Apoios aos alunos de graduação

FATORES EPIGENÉTICOS

REUNI: Fatores epigenéticos

Fenômeno epigenético

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Definição:

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

• Da mesma maneira que as células herdam genes, elas herdam também um grande número de informações que determinam quando estes genes devem ser ativados e em que tecido.

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Importância:

permite que as células tenham características diferentes, mesmo possuindo o mesmo DNA.

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Estados de condensação durante o ciclo celular

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Fenômeno epigenético

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DNA é encontrado nas células compactado formando a cromatina, isto é, DNA + proteínas (histonas).

Desta maneira alterações na cromatina implicaria no grau de compactação do DNA e conseqüentemente definiria se uma determinada região do DNA seria expressa ou não.

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Mecanismos de regulação

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Metilação do DNA

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Modificação das Histonas

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Metilação

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Acetilação

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Fosforilação

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Silenciamento do RNA

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RNA directed DNA methylation

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Postranscriptional gene silencing

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RNA interference (RNAi)

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Imprinting

Introdução Classes de histonas H1, H2, H3 e H4 Modificações pós traducionais : acetilação, metilação e fosforilação Funções: Empacotamento do DNA e Regulação gênica (silenciamento e ativação de genes)

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Nucleossomos

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Histonas

As lisinas localizadas nas caudas das histonas são passíveis de modificações covalentes pela ligação de grupos acetil e metil.

Histona acetiltransferase (HAT) é a enzima capaz de adicionar grupos acetil Histonas desacetilases (HDAC) faz remoção dos grupos acetil

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Código de histonas (II) Código das histonas: a teoria postula que as modificações pós-traducionais são capazes de controlar a expressão gênica.

Acetilação de histonas: Associada à transcrição da hetocromatina ( eucromatina ).

Metilação das histonas: Associada à repressão Trasncricional ( heterocromatina ).

Genes ativos: DNA desmetilado Histonas acetiladas Genes inativos: DNA metilado e histonas desacetiladas DNA metilado e histonas metiladas Cromossomo X inativo de mamíferos é hipoacetilado

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Histone acetyltrasnferases (HATs) Histones deacetylases (HADCs) Histone fosforilation

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Inibidor de HDAC para amenizar o câncer Foi identificado um inibidor da desacetilase, com o objetivo de que iniba a enzima permitindo a transcrição gênica de inúmeras células cancerígenas

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O código de histonas é herdável A seqüência de DNA como a estrutura das histonas são passadas fielmente para próxima geração celular

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As histonas são remontadas logo após a replicação 1.

Desestruturação do nucleossomo 2.

Forquilha de replicação forma novas fitas de DNA 3.

O octâmero de histonas é remontado para formar o nucloessomo

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Como os mecanismos epigenéticos controlam a expressão gênica?

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Alterações conformacionais da cromatina que maquinaria transcritional .

impedem o acoplamento da

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Histonas acetiladas podem servir para remodelamento que descondensam a cromatina.

recrutar complexos de

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Papel das histonas H1

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Análise do estado de acetilação de histonas

Introdução A remodelagem da cromatina é um importante mecanismo epigenético na regulação da transcrição gênica. No cérebro foi recentemente mostrado que esta remodelagem é crítica no aprendizado, formação da memória longa e na manutenção da neuroplasticidade Fosforilação melhora no desenvolvimento da memória