T4 & T5 - Regulação da Expressão Génica

Question 1

As Histonas são proteínas ricas em que aminoácidos e qual a sua carga?

Answer 1

• Lisina e Arginina;
• Carregadas Positivamente, o que permite uma ligação mais estável ao DNA.

Question 2

Quais as caudas das histonas?

Answer 2

• Extremidades N-terminais que podem ser acetiladas ou desacetiladas.

Question 3

Existem 2 tipos de cromatina. Em que consiste a Heterocromatina?

Answer 3

• Zonas ricas em DNA repetitivo e que contêm sequências que não codificam proteínas (DNA satélite)
  o Zonas mais densas/compactas, localizadas normalmente nos telómeros e centrómeros
  o Cromatina ativa
  o Regiões onde a fibra de 30 nm forma domínios de loops radiais
  o É a cromatina com a conformação fechada
  o Tem o DNA metilado e as caudas das histonas desacetiladas
  o Existem 2 tipos:
  ▪ Constitutiva: está sempre inativa e condensada (por exemplo, DNA repetitivo e DNA centromérico)
  ▪ Facultativa: pode existir em ambas as formas (por exemplo; cromossoma X feminino em mamíferos)

Question 4

Existem 2 tipos de cromatina. Em que consiste a Eucromatina?

Answer 4

• Domínios/zonas que contêm genes que podem ser transcritos
  o Zona condensada
  o Cromatina inativa
  o Distribuem-se mais pelas zonas dos braços
  o Domínios de loops radiais compactados
  o É a cromatina com conformação aberta
  o Tem o DNA desmetilado e as caudas das histonas acetiladas

Question 5

Qual a importância da enzima Histone Acetyl Trasnferases (HAT)?

Answer 5

• Esta enzima faz a acetilação das Histonas!
• Acetilação das Histonas ➣ Abertura da Cromatina ➣ Transcrição de Genes.
• Assim, a Acetilação de Histonas é característica de uma enzima que esteja a ser ativamente transcrita.

Question 6

Qual a importância das proteínas inibidoras à cromatina?

Answer 6

• Essas proteínas possibilitam a remoção das histonas!
• Desacetilação/Remoção das Histonas ➣ Fecho da cromatina ➣ Compactação do DNA ➣ Inibição dos genes.

Question 7

Qual a função dos Complexos de remodelação da cromatina e qual a família principal?

Answer 7

• São complexos de proteínas que alteram a estrutura da cromatina, tornando o DNA mais acessível ou menos acessível aos fatores de transcrição e à maquinaria de transcrição.
• Permitem remover os nucleossomas das zonas que devem ser abertas para que possa haver transcrição ou reparação de DNA.
• São ricos em ATPases que permitem degradar o ATP, produzindo a energia necessária para estes processos complexos de remodelação da cromatina.
• Família Principal: SWI/SNF

Question 8

Qual o efeito do SWI/SNF no DNA?

Answer 8

• Quando se liga faz com que:
  ⭢ o DNA não esteja metilado (nas citosinas);
  ⭢ ocorra a acetilação das histonas.

Question 9

Distinga um gene disponível para transcrição de um gene não disponível para transcrição.

Answer 9

• Gene disponível:
  ⭢ Cromatina aberta/ativa;
  ⭢ DNA (Citosinas) não metiladas;
  ⭢ Histonas Acetiladas.
• Gene não disponível:
  ⭢ Cromatina fechada/condensada;
  ⭢ DNA (citosinas) metiladas;
  ⭢ Histonas desacetiladas.

Question 10

De que formas pode ocorrer a remodelação da proteína?

Answer 10

• Modelo de interconversão (modelo de destabilização do nucleossoma):
  ⭢ Existe uma perturbação entre o DNA e as histonas, o que leva à destabilização do nucleossoma.
• Modelo de transferência de octâmeros:
  ⭢ Há transferência de octâmeros de histonas de uma molécula de DNA para outra.
• Modelo de deslizamento de octâmeros:
  ⭢ Os nucleossomas deslizam ao longo do DNA.
  ⭢ Isto permite remodelar a cromatina uma vez que deixa certas regiões do DNA mais acessíveis para a ligação de fatores de transcrição ou complexos proteicos.

Question 11

O que ocorre a seguir à remodelação da cromatina?

Answer 11

• Após a restruturação da cromatina, a proteína ativadora liga-se ao seu local de ligação, permitindo que a TBP se ligue à caixa TATA.
• Por sua vez, isto faz com que haja recrutamento da polimerase para iniciar a transcrição.

Question 12

Como é que a RNA polimerase realiza sua função?

Answer 12

1. Procura o template de DNA para promotores (locais no DNA onde a polimerase se liga para iniciar a transcrição).
2. Interage com outras proteínas que regulam a transcrição.
3. Desenrola uma curta porção do DNA para expor DNA de fita simples para ser copiado em RNA.
4. Seleciona os nucleotídeos corretos de RNA, com base na sequência de DNA, e sintetiza a cadeia de RNA.
5. Reconhece sinais de STOP e para a síntese de RNA quando um é detectado.

Question 13

Qual a principal diferença entre um promotor constitutivo e um promotor regulador?

Answer 13

• Promotor Constitutivo ➢ São promotores que se ligam de forma contínua à maquinaria de transcrição para que o gene seja continuamente expresso.
• Promotor Regulador ➢ Responsáveis pela transcrição de genes que são expressos em certos momentos da vida da célula.

Question 14

Quais os 2 níveis de regulação epigenética da transcrição?

Answer 14

• Acetilação/ desacetilação das caudas N-terminal das histonas;
• Metilação do DNA.

Question 15

Como ocorre a Metilação do DNA no gene?

Answer 15

• Ocorre metilação das zonas CpG (ou seja, metilação de citosinas associadas a guaninas), fazendo com que estes locais sejam reconhecidos pelo fator de transcrição MeCP2.
• Por sua vez, ligam-se e comunicam com deacetilases de histonas (enzimas que removem a acetilação).
• Isto provoca o encerramento dessa zona do DNA, impedindo que haja ligação da maquinaria de transcrição.

Question 16

O que são fatores de transcrição e onde podem se ligar?

Answer 16

• São proteínas que contêm domínios tridimensionais que reconhecem sequências específicas de DNA.
• Ligam-se ao DNA por ligações fracas, mas se interagirem entre si formam uma estrutura mais forte e estável.
• Podem se ligar:
  ▪ Hélice-turn-hélice;
  ▪ Hélice-loop-hélice;
  ▪ Leucine zipper;
  ▪ zinc-finger.

Question 17

Quais os 2 domínios dos Fatores de Transcrição ativadores? Isto é de que maneiras podem estes afetar a transcrição?

Answer 17

• Domínio de ligação ao DNA – reconhece as zonas específicas das bases azotadas;
• Domínio ativador – interagem com outras componentes da maquinaria de transcrição/ proteínas importantes para regular a transcrição.

Question 18

De que formas podem os Fatores de Transcrição repressores afetar a transcrição?

Answer 18

• Bloqueando as zonas de ligação dos fatores ativadores;
• Ligando-se à maquinaria de transcrição, impedindo o funcionamento normal (possuem domínios de repressão ativos que inibem a transcrição por meio de interações com fatores de transcrição gerais).

Question 19

O que é a lionização?

Answer 19

• Processo de deixar apenas um cromossoma X ativo em cada célula do embrião feminino.

Question 20

Como é que ocorre a inativação de um dos cromossomas X nas mulheres de forma a que não ocorra dupla transcrição de genes? Qual o mecanismo desta inativação?

Answer 20

• Aleatoriamente, um dos cromossomas X origina um RNA de inativação (RNA Xist, produzido pelo gene Xist).
• Este RNA cobre o cromossoma através do recrutamento de proteínas que reprimem a transcrição e a cromatina, formando assim a heterocromatina.
• O RNA Xist é produzido de forma instável, e tem dificuldade em ligar-se devido à presença de outros fatores.

Question 21

Qual a diferença entre a Inativação aleatória e a Inativação imprinted de um dos cromossomas X?

Answer 21

• Inativação aleatória:
  ⭢ Ocorre nas células da maioria dos mamíferos (inclusive nos humanos);
  ⭢ Ocorre perto da gastrulação;
  ⭢ Não há preferência na inativação do cromossoma X materno ou paterno.
• Inativação imprinted:
  ⭢ Existe preferencialmente inativação do cromossoma X paterno;
  ⭢ Ocorre em fêmeas marsupiais e tecidos placentários de ratinhos.

Question 22

Em que consiste o Daltonismo?

Answer 22

• Doença recessiva que torna impossível ver principalmente a cor verde e vermelho.
• Associada ao cromossoma X, o que aumenta a probabilidade em homens.

Question 23

Indique se a seguinte frase é verdadeira ou falsa:

• A recombinação desigual entre cromossomos homólogos pode ser um dos fatores que contribuem para o desenvolvimento do daltonismo.

Answer 23

• Verdadeira!