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Programa de Pós-Graduação em
Genética e Melhoramento de Plantas
LGN 5799 - SEMINÁRIOS EM
GENÉTICA E MELHORAMENTO DE
PLANTAS
Fernanda Salvato
Dr. Carlos Alberto Labate
LGN 5799 - SEMINÁRIOS EM
GENÉTICA E MELHORAMENTO DE
PLANTAS
Fernanda Salvato
Dr. Carlos Alberto Labate
Departamento de Genética
Avenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: 13400-970 - Piracicaba - São Paulo - Brasil
Telefone: (0xx19) 3429-4250 / 4125 / 4126 - Fax: (0xx19) 3433-6706 -
http://www.genetica.esalq.usp.br/semina.php
“EPIGENÉTICA”
Expressão Gênica
Todas as células possuem o mesmo
genoma •
Diferentes células expressam diferentes
proteínas •
Projeto Genoma Humano:
~33 mil genes
~ 200 mil proteínas ???
Não basta conhecer quais genes estão presentes ... Não basta conhecer quais genes estão presentes ...
Mas, sim como estão sendo regulados!!! Mas, sim como estão sendo regulados!!!
DNA DNA
Genes codificadores
de proteínas
Região não
codificadora
Informação oculta
fora da seqüência
de DNA
Pequenos RNAs
Não codificadores
< 2% do DNA total
Controle
Epigenético
Variação Fenotípica
Qual é a base desta variação???
Origem de diferentes genitores?Ou resultado de mutação no gene para pigmentação?
??????
Todos os ratos são
GENETICAMENTE
idênticos!!
Mas,
EPIGENETICAMENTE
diferentes!!
O que é Epigenética??
- É transmitida para a geraçãosubseqüente através da mitose emeiose• São Reversíveis• Mudanças
Epigenéticas
são
mais
freqüentes
que as Genéticas
- Ocorrem em resposta a sinaisambientais, comportamentais,fisiológicos e patológicos
GENOMA
PROTEOMA & TRANSCRITOMA
EPIGENOMAS
VARIAÇÃO FENOTÍPICA
SINAIS
Metilação do DNA
Ligação covalente de grupos Metil na citosina
Enzima: DNA metiltransferase
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Manutenção
DNA metiltransferase
Replicação do DNA
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
De novo
metiltransferase
Demetilase
CH
3
CH
Reações de Metilação de DNA
Como a Metilação afeta a Transcrição??
Promotor não metilado (ou
hipometilado) permite
transcrição gênica
Metilação CpGs bloqueia
ligação dos TFs; impedindo
a transcrição
Proteínas de ligação Me-CpG
também impedem a ligação de
TFs aos promotores
Par CpG
Metilação
Fator de Transcrição
Proteínas deLigação Me-CpG
... Metilação é sempre repressão?
Metilação
silenciamento
(20 anos!!!)
- silenciamento de transposons (DEFESA GENÔMICA)- silenciamento/regulação de genes endogênicos
A metilação é substrato tanto de proteínas repressorascomo ativadoras da transcrição!!! (observado em insetos)
0 -10% em insetos5% em mamíferos10% em anfíbios e peixes> 30% em plantas
% citosinas
metiladas
Memória Epigenética
Padrões de metilação são herdáveis em uma das fitas-filhas depois da replicação do DNA
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3 CH
3
CH
3
CH
3
CH
3 CH
3
Replicação do DNA
DNA Metiltransferase
Manutenção do padrão
Organização do Genoma
Se o genoma
não
é
acessível
à maquinaria de
transcrição da célula, ogenoma
não
poderá ser
funcional
A utilização da informação
biológica contida nogenoma depende daorganização estrutural dacromatina!
Eucromatina
Heterocromatina
Modificações de Histonas
As modificações de histonas modulam a estrutura dacromatina
A cauda N-terminal de histonas pode ser pós-traducionalmente modificadas:
Acetilações
Metilações
Fosforilações
Ubiquitinações
Ribosilações
N
HISTONA
Código das Histonas
