1/6/2010. Núcleo interfásico. Núcleo em divisão

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Nicolas Barata Bardini
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entre estados inativos e ativos. Compactação interação do DNA com proteínas (histonas e não-histonas).

1 CROMOSSOMO EUCARIÓTICO: ESTRUTURA E FUNÇÃO Profª Ana Luisa Miranda Vilela MATERIAL GENÉTICO Organizado como uma massa compacta ocupando um volume limitado: atividades devem ser realizadas dentro desses limites; deve acomodar transições entre estados inativos e ativos. Compactação interação do DNA com proteínas (histonas e não-histonas). DNA encontra-se também associado a uma pequena quantidade de RNA. Cargas positivas das histonas neutralizam a carga negativa do DNA*. 1

CROMATINA E CROMOSSOMOS Representam 2 aspectos morfológicos e fisiológicos da mesma estrutura DNA complexado com

Cromatina (Kroma = cor) designa, com exceção do nucléolo, toda a porção do núcleo que se cora e é visível ao

altamente compactada, constituindo os cromossomos.

núcleo e difusamente corada: genes podem se expressar ou não.

2 CROMATINA E CROMOSSOMOS Representam 2 aspectos morfológicos e fisiológicos da mesma estrutura DNA complexado com proteínas. Cromatina (Kroma = cor) designa, com exceção do nucléolo, toda a porção do núcleo que se cora e é visível ao microscópio óptico: núcleo interfásico apresenta-se compactada e/ou descompactada; núcleo em divisão encontra-se altamente compactada, constituindo os cromossomos. Núcleo interfásico Núcleo em divisão NÚCLEO INTERFÁSICO CROMATINA Eucromatina encontra-se frouxa, dispersa pelo núcleo e difusamente corada: genes podem se expressar ou não. Heterocromatina altamente condensada ao longo de todo o ciclo celular (regiões de coloração escura): constitutiva sempre inativa e condensada: DNA repetitivo (maior parte). facultativa pode existir tanto na forma geneticamente ativa (descondensada) quanto na forma inativa (condensada): não é transcrita e replica-se tardiamente na fase S da intérfase. 2

5 tipos H1, H2A, H2B, H3 e H4: classificadas de acordo com o teor de lisina e/ou arginina.

3 CROMOSSOMOS Estrutura funcional: centrômero; telômeros; origens de replicação. HISTONAS Forte caráter básico ricas em arginina e lisina. 5 tipos H1, H2A, H2B, H3 e H4: classificadas de acordo com o teor de lisina e/ou arginina. H2A, H2B, H3 e H4 menores (de 102 a 135 aminoácidos) evolutivamente muito conservadas. H1 ~220 aminoácidos menor grau de conservação evolutiva: mostram variações entre as diferentes espécies e em diferentes tecidos de uma mesma espécie. 3

4 HISTONAS - MOLÉCULA Apresentam uma região globular localizada entre duas regiões filamentosas: aminoácidos básicos região N-terminal. NUCLEOSSOMO Unidade estrutural básica da cromatina: centro ou cerne; DNA de ligação. 4

5 NÚCLEO INTERFÁSICO NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO DA CROMATINA Dois tipos de fibras: nucleofilamento fibra de 10 nm; 1 nível de compactação da cromatina; 10% da cromatina que contém genes ativamente transcritos. solenóide fibra de 30 nm: 2 nível de compactação da cromatina; maioria da cromatina que contém genes ativamente transcritos. Solenóide: contém 6 nucleossomos CROMATINA NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO 5

PROTEÍNAS NÃO-HISTÔNICAS Grupo muito heterogêneo inclui todas as proteínas nucleares não-histônicas. Podem encontra-se ligadas ao DNA ou dispersas no nucleoplasma: muitas são ácidas.

6 PROTEÍNAS NÃO-HISTÔNICAS Grupo muito heterogêneo inclui todas as proteínas nucleares não-histônicas. Podem encontra-se ligadas ao DNA ou dispersas no nucleoplasma: muitas são ácidas. Atividades funcionais: proteínas que participam da estrutura do cromossomo: mais de 30 proteínas que colaboram na disposição e compactação do DNA nos cromossomos; proteínas relacionadas com os processos de transcrição, replicação e reparo do DNA: RNA-polimerase, DNA-polimerases, helicase, topoisomerases; proteínas que participam do processo de ativação repressão gênica. COMPACTAÇÃO E DESCOMPACTAÇÃO DA CROMATINA Cromatina flexível compactação ou descompactação: modificação das histonas; metilação do DNA. Modificação das Histonas: conduz a uma modificação da carga eletrostática das histonas: influi na conformação da cromatina alteração da interação com o DNA. 6

histonas H2A, H2B, H3 e H4: adição: : reduz a carga positiva das histonas, reduzindo a interação eletrostática com o DNA:

7 MODIFICAÇÃO DAS HISTONAS Metilação/desacetilação/fosforilação: inibição da transcrição Desmetilação/acetilação e ubiquitinação: ativação da transcrição ACETILAÇÃO/DESACETILAÇÃO DE HISTONAS Adição/remoção de radicais acetila ( COCH 3 ) nas histonas H2A, H2B, H3 e H4: adição: : reduz a carga positiva das histonas, reduzindo a interação eletrostática com o DNA: favorece a transcrição. remoção: aumenta a carga positiva das histonas, aumentando a interação eletrostática com o DNA: inibe a transcrição. 7

METILAÇÃO DE HISTONAS Adição de radical metil ( CH 3 ) nos resíduos de lisina e/ou arginina das histonas H3 e H4: realizada por metiltransferases; media o silenciamento da transcrição em locais de

8 METILAÇÃO DE HISTONAS Adição de radical metil ( CH 3 ) nos resíduos de lisina e/ou arginina das histonas H3 e H4: realizada por metiltransferases; media o silenciamento da transcrição em locais de heterocromatina; afeta a regulação da transcrição em loci de eucromatina. UBIQUITINAÇÃO DE HISTONAS Envolve a adição da proteína ubiquitina às histonas H2A e H2B. Ubiquitina proteína não-histônica ácida: reduz o caráter básico das histonas H2A e H2B, levando a alterações estruturais nos nucleossomos; DNA que envolve o octâmero fica mais acessível à RNA-polimerase. 8

9 FOSFORILAÇÃO DE HISTONAS Adição de grupamentos fosfato ( PO 4 ) a resíduos de serina, treonina ou tirosina: realizada por enzimas quinases. Aumento da fosforilação de H1 durante a prófase: condensação cromossômica. METILAÇÃO DO DNA Processo epigenético muito abordado. Ocorre somente na base citosina ilhas CpG (dinucleotídeos CG). Citosina O N 3 2 NH N 6 Metilação NH 2 5 metilcitosina O N N 6 CH 3 9

10 A METILAÇÃO DO DNA INATIVA OS GENES BIBLIOGRAFIA PRINCIPAL JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. 7ª ed. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan, JORDE, Lynn; CAREY, John C.; BAMSHAD, Michael J.; WHITE, Raymond L. Genética Médica. 2ª ed. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan, LEWIN, Benjamin. Genes VII. Porto Alegre, Editora Artmed,

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