Regulação da Expressão Gênica em Leishmania     Dr. Lívio Figueirêdo
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Transcrição em organismos eucariotos                     Transcrição em eucariotos                     ➢                  ...
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Processamento do pré-RNA mensageiro       –   Os RNA policistrônicos podem...
Processamento do pré-RNA mensageiro
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Trans-splicing e Poliadenilação       –   Trans-splicing ocorrem em dois p...
Trans-splicing e PoliadenilaçãoLeishmania
Cis-splicingSítio de splicing 5’                                                              Sítio de splicing 3’        ...
Trans-splicing e Poliadenilação
Cis-splicing x Trans-splicing
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Regulação pós-transcricional       –   Envolvem processamento de pré-mRNA ...
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Regulação pós-transcricional       –   Membros da família SIDER1 possivelm...
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Regulação traducional       –   Estabilidade proteica       –   Mudanças a...
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Regulação pós-traducional       –   Ubiquitinação marcam a proteína para  ...
Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ●   Sinais ambientais e seus efeitos na     expressão gênica       –   Mudança...
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  1. 1. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania Dr. Lívio Figueirêdo
  2. 2. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Tópicos relacionados – Transcrição policistrômica – Ausência de promotores para RNA polimerase II – Perda da regulação gênica em nível de inicialização da transcrição – Processamento de pré-RNAs por trans- splicing – Regulação da expressão gênica só ocorre por controles: ● Pós-transcricionais ● Traducionais ● Pós-transcricionais
  3. 3. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Tópicos relacionados (cont.) – Mudanças ambientais ativam mecanismos reguladores – Sequências dentro da 3UTR agem no controle pós-transcricionais – Vantagem adaptativa – Expressão de genes estágio-específicos complexa – Possível participação de ncRNAs – Baixo grau de expressão diferencial de mRNA – Alto grau de regulação em níveis traducional e pós-traducional
  4. 4. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Transcrição policistrônica – Regiões codificantes para proteínas não possuem íntrons – Exceção: gene que codifica a Poli (A ribose) polimerase – Genes são agrupados em longos aglomerados policistrônicos em fitas específicas do DNA que são co-transcritos em pré-mRNAs – Esses agrupamentos podem ser organizados “cabeça a cabeça” (divergente) ou “calda a calda” (convergente)
  5. 5. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Transcrição policistrônica – A transcrição inicia bidirecionalmente nas strand-switch regions (SSR) de agrupamentos de genes divergentes e termina na strand-switch regions separando agrupamentos de genes convergentes – A terminação da transcrição envolve uma região de T (4 a 6), localizada downstream no gene de SL RNA – Mas para outros genes provavelmente a terminação da transcrição envolva genes para tRNA e fatores epigenéticos
  6. 6. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania
  7. 7. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Inicialização da transcrição na ausência de promotores para RNA pol II – Não existem promotores conhecidos para a RNA pol II em regiões codificadoras – Mas existem elementos promotores de transcrição no gene do precursor SL RNA – Diversos fatores de transcrição (subunidade maior de TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIF e diversas subunidades de TFIIH; proteínas associadas ao TATA-box) estão ausentes – Mas regiões <100 pb contendo sequências de G (ou C) podem estar envolvidas na inicialização da transcrição pela RNA pol II
  8. 8. Esquema geral da transcrição em organismos eucariotos
  9. 9. Transcrição em organismos eucariotos Transcrição em eucariotos ➢ 1. Ligação do fator geral de transcrição TFII D ao TATA box; 2. Formação do complexo de iniciação de transcrição; 3. Acesso da RNA polimerase II à fita molde no ponto inicial da transcrição, auxiliado pelo TFIIH, o qual contém função de helicase; 4. A seguir, a polimerase II se mantém no promotor, sintetizando pequenos fragmentos de RNA até sofrer uma modificação estrutural e ser desligada para iniciar a transcrição de um gene
  10. 10. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania
  11. 11. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Processamento do pré-RNA mensageiro – Os RNA policistrônicos podem ter dezenas de milhares de bases em comprimento – mRNA maduros individuais são gerados por 5 trans splicing de um RNA líder já capeado de 39 nt e 3 poliadenilação
  12. 12. Processamento do pré-RNA mensageiro
  13. 13. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Trans-splicing e Poliadenilação – Trans-splicing ocorrem em dois passos de reações de transesterificação, análogo ao cis- splicing, mas formando uma estrutura intermediária na forma de Y – O sinal canônico AAUAAA para poliadenilação dos eucariontes superiores não está presente – Poliadenilação ocorre dentro de uma curta região de 100-400 nt upstream do próximo sinal de trans-splicing polipirimidina
  14. 14. Trans-splicing e PoliadenilaçãoLeishmania
  15. 15. Cis-splicingSítio de splicing 5’ Sítio de splicing 3’ BBP U2AF exon1 intron exon2 U1 snRNP BBP U2 snRNP U2AF U1 snRNP U2 snRNP intron Triplo snRNP U4/U6-U5 U4/U6 snRNP U5 snRNP Formação da alça U1, U4 e clivagem do sítio do splicing 5’ alça U6 snRNP Clivagem do sítio do splicing 3’e união dos dois éxons Íntron excisado na forma de um laço (o RNA do íntron será degradado no núcleo; os snRNPs serão reciclados)
  16. 16. Trans-splicing e Poliadenilação
  17. 17. Cis-splicing x Trans-splicing
  18. 18. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Regulação pós-transcricional – Envolvem processamento de pré-mRNA – Estabilidade do mRNA – Sequências dentro da 3UTR ●Diversos elementos na 3UTR de transcritos estágio-específicos – Retroelementos (retrotransposons degenerados) na 3UTR ● SIDER1 – elementos de 450 nt ● SIDER2 – elementos de 500 a 550 nt
  19. 19. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Regulação pós-transcricional – Membros da família SIDER1 possivelmente estimulam a tradução – Membros da família SIDER2 agem como elementos desestabilizantes do mRNA – A ampla distribuição genômica de SIDERs sugerem que um grande número de transcritos podem ser co-regulados em resposta à sinais ambientais específicos – Alguns transcritos possuem mais de um tipo de elemento regulador na 3UTR
  20. 20. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Regulação traducional – Estabilidade proteica – Mudanças ambientais como: elevação da temperatura e pH provocam a desnaturação de diversas proteínas, agindo como regulação ● Regulação pós-traducional – Fosforilações, metilações, acetilações, glicosilações, desaminação, glutaminação, oxidação de triptofano alteram a funcionalidade das proteínas ● Ex.: padrões diferenciais de glicosilação da GP63 em diferentes formas promastigotas infectivas
  21. 21. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Regulação pós-traducional – Ubiquitinação marcam a proteína para degradação em proteossomos ● Leishmania e tripanossomos possuem proteossomo e um complexo HslVU (proteína heat shock semelhante a proteossomo), típico de bactérias ● Provavelmente existem mais de um tipo de proteossomo para as fases do ciclo de Leishmania
  22. 22. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Sinais ambientais e seus efeitos na expressão gênica – Mudanças de temperatura durante a troca de hospedeiro ● Decréscimo da tradução global ● Aumento na tradução de proteínas como: amastina; HSP70 e HSP83 (aumentam 10X); chaperonas – Mudanças no pH durante, por exemplo, a permanência de amastigotas no fagolisossomo ● Transportadores de superfície são ativados
  23. 23. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Regulação estágio-específica – A expressão de genes estágio-específica é complexa e envolve mais de um elemento regulador – Esses elementos estão envolvidos ou com a estabilidade/degradação ou com a tradução do mRNA – Agem de maneira aditiva ou competitiva para modular a expressão gênica em resposta as diferentes condições de crescimento e diferenciação celular – Baixo grau de expressão diferencial de mRNA, mas alto grau de diferencial em nível traducional e pós-traducional
  24. 24. Regulação da Expressão Gênica em Leishmania ● Regulação estágio-específica – Diversas isoformas proteicas estágio- específicas foram isoladas para um único gene ● Regulação desenvolvimental de RNAs não codificantes – Não foi encontrado regulação estágio- específica para genes de RNA, exceto SL RNA – SL RNA é poliadenilado em amastigotas de L. donovani induz um rápido crescimento em condições de pH ácido – ncRNA podem desempenhar papel na regulação da tradução
  25. 25. OBRIGADO!liviocf@gmail.com

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