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Compactação do material genético - Coggle Diagram
Compactação do material genético
Procariotos
Nucleóide:
material genético disperso no citosol
80% DNA
20% proteínas e RNA
Compactação não assume morfologia de cromossomo
Compactação: como ocorre?
Primeiro nível: forças intrínsecas do DNA - forças entrópicas
Segundo nível: formação de alças (domínios), feitos pela interação com proteínas que se encontram na base e no topo das alças. Essas proteínas são carregadas positivamente, permitindo a interação com os ácidos nucleicos
Exemplo de aa carregados positivamente: lisina e arginina
Exemplo de proteína que interage com ácidos nucleicos: espermidina e putrescina
Também no segundo nível de compactação: de acordo com as proteínas que irão interagir com o nucleóide (NAPs) ocorrerá a formação de uma série de estruturas
Compactação não é fixa! Se dinamiza de acordo com o crescimento das bactérias
Crescimento exponencial: DNA apresenta muitos superdomínios, e esta aproximação faz com que as proteínas possam interagir com regiões distintas do genoma (simultaneamente)
Fase estacionária: poucos superdomínios
Regulação das proteínas NAP: diferente perfil de expressão de acordo com a fase de crescimento (latência, exponencial, estacionário)
Eucariotos
Cromatina
DNA (50%)
RNA
Proteínas específicas
Se encontra em diferentes estados de compactação
Eucromatina: Menos compactada, mais ativa
Heterocromatina: mais compactada, menos ativa
Regiões mais compactadas impedem a entrada de algumas proteínas associadas ao processo de transcrição
Cromossomo:
nível de maior compactação. Estado que ocorre na mitose e na meiose
Telômeros
Centrômero
braço
p
braço
q
Cromátides irmãs
Regiões mais condensadas: heterocromatina constitutiva
Níveis de compactação: principais proteínas envolvidas são as HISTONAS (centrais e de ligação)
Nucleossomo: unidade estrutural básica da cromatina, formada por 8 histonas centrais
120 a 250 pb associados ao nucleossomo, que é preso com a histona de ligação (H1 ou H5)
Primeiro nível:
Fibra de 10nm
Segundo nível:
Fibra de 30nm, formada por uma estrutura helicoidal composta por 6 nucleossomos
Modelo solenoidal
Modelo zigue-zague: DNA de ligação se cruza entre os nucleossomos
Terceiro nível:
Fibra de 300nm. Alças oscilando entre 40 e 90kb (200 a 400 nucleossomos) - DNA se associa a proteínas MARs
Nível mais complexo: cromossomo: 1400 nm
Eucariotos: estado de compactação é dinâmico
Replicação:
ocorre a descompactação para a molécula de DNA ser replicada em uma cópia idêntica. Histonas precisam ser retiradas e novas histonas sintetizadas para interagirem com a nova fita
Ambas fitas de DNA herdam histonas velhas
H2A e H2B velhas se juntam com H3 e H4 novas, ou vice-versa
Chaperonas auxiliam neste processo, pois as histonas precisam mudar sua conformação para saírem dos nucleossomas
Transcrição:
cromatina condensada precisa ser removida (Remoção H1). Modificações nas caudas N terminais das histonas permitem que ocorra a abertura da fita de DNA
Ocorre nas regiões livres de nucleossomas (NFR)
RNAP começa a transcrever e vai empurrando nucleossomas que estão na sua frente
Ao final da transcrição, nucleossomas são restaurados
Modificações nas caudas N-terminais: Radicais químicos são inseridos nos aas. covalentes, reversíveis. Alteram funcionalmente as histonas, mudando sua estrutura e permitindo que a transcrição e replicação ocorram
Fosforilação
Acetilação
Incluídas na cauda N-terminal por
Histona acetiltransferases
(HAT), fazendo com que ocorre redução da afinidade da histona com o DNA por reduzir a carga positiva das histonas
Acetilação auxilia na interação com proteínas reguladoras, e como consequência aumenta a atividade transcricional
Desacetilaçãoi:
histonas desacetilase
s (HDAC), inibem o processo transcricional
Metilação
(desacetilação)
Histonas metil transferases
: não afeta a carga das histonas, mas a presença do radical metil causa alguns efeitos, dependendo da onde o radical se encontra
Ativação
Repressão
Em resíduos de lisina e arginina
Existem também metilações que são feitas
diretamente no DNA
, que é recrutada pela metilação das histonas: metilação do DNA afeta negativamente a expressão gênica
Ubiquitinação
Ubiquitina: proteína de caráter acídico
Ubiquitinação e desubiquitinação: dependendo de quando ocorre, podem assumir as seguintes funções:
Silenciamento de genes envolvidos no desenvolvimento
Inativação do cromossomo x
Progressão do ciclo celular
Iniciação e alongamento da transcrição
Remodeladores:
auxiliam no processo de descompactação