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8/11/2019 Metilao DNA_Tpicos.pdf

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EPIGENTICA

Augusto Faria AndradeJaqueline Carvalho de Oliveira

Sarah Blima Paulino Leite

Tpicos Especiais em Gentica I

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Epigentica



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Modificao herdvel sem mudanas na

seqncia do DNA

Epigentica



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Epigenoma

Conjunto das modificaes epigenticas

Caracterstico ao tipo celular

Mecanismo diferenciao

Regulao da acessibilidade da informao genticapara a maquinaria celular



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Mecanismos Epigenticos

Modificaes no DNA (metilao)

Modificaes de histonas

Mecanismos baseados em microRNAs



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Falhas na manuteno epigenticas resultam naativao ou inibio imprpria levando aodesenvolvimento de patologias



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Metilao do DNA



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Adio grupo metil (CH 3) ao carbono 5 da citosina formando5-metilcitosina;

Padro de metilao estabelecido durante odesenvolvimento embrionrio e mantido durante a vida doindivduo idade e dieta .

Reao catalisada pelas DNA metiltransferases (DNMTs);

Classes principais: DNMT1, DNMT2 e DNMT3;

DNMT1 - processo de metilao que ocorre durante a divisocelular mittica, copiando o padro de metilao da fita

original

DNMT2 - atividade metiltransferase de tRNA

DNMT3 (A e B) - est relacionada aquisio de metilao

de DNA de novo.



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Citosinas adjacentes a uma guanina so passveis de seremmetiladas;

Ilhas CpG - so regies com cerca de 1 kb de tamanho, queocorrem em mdia a cada 100 kb

Dinucleotdeos geralmente presentes na regio 5UTR dosgenes, especialmente no promotor e no primeiro xon;

Impedindo a ligao de fatores de transcrio a seus stiospresentes na regio reguladora dos genes;

Em clulas tumorais, ametilao das ilhas CpG mais frequente.



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Cncer

Epigeneticamente - demetilao global do DNA ehipermetilao localizada de genes especficos;

Silenciamento gnico - genes de reparo ou genessupressores de tumores;

Inibidores de metilao - usado para vrios tipos de cncer.

Procana : provoca hipometilao global do DNA, aumenta a

eficcia de diversos quimioterpicos, menos efeitos colateraisdo que os nucleosdeos.

Procainamida : inibidor no competitivo das enzimas DNAmetiltransferases. Eficaz no cncer de prstata.



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MetiladoNo-Metilado



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Anlogos de Desoxinucleosdeos Inibidores das DNA metiltransferases.

5,6-dihidro-5-azacitidina, decitabina procana,

5-azacitidina, 5-aza-20-deoxicitidina.

Ao antineoplsica comprovada, efeitos citotxicos;

Inibe a proliferao celular, atrasa o ciclo em G2/M e induzapoptose;

FDA aprovou o anlogo 5-azacitidina para o tratamento desndromes mielodisplsicas.



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Anlogos de desoxinucleosdeos como 5-aza-2'-desoxicitidina soconvertidos em trifosfato e incorporados no lugar da citosina no DNA,formando ligaes covalentes com as DNMTs, resultando na depleodas enzimas ativas e na demetilao do DNA (EGGER et al ., 2004).



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Outras doenas



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Histonas

Pequenas protenas compostas por um domnio globular euma cauda aminoterminal flexvel

Formas cannicas e variantes



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Modificao de Histonas

Controle epigentico da expresso gnica Cauda N-terminal 60 resduos 8 tipos de modificaes

KOUZARIDES, 2007


d b f


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Metilao e Acetilao

Metilao

Efeito depende da histona e do

resduo metilado: H3 nas lisinas 4, 36 e 79 abrem acromatina, ativando a transcrio

H3 nas lisinas 9 e 27 facilitam ametilao do DNA e silenciamento degenes

Acetilao Ativa a cromatina e permite o acesso

de outras protenas ao DNA Hipoacetilao relacionada a regiestranscricionalmente inativas

SHARMA, 2010


G d b F i PDF C F i S f


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Interao entre Metilao do DNAe Modificao de Histonas


G t d b F it PDF C t F it S ft


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Mecanismo de silenciamentoepigentico

SHARMA, 2010


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Cdigo de Histonas

Hiptese sugere que a multiplicidade de combinaesformam um cdigo que pode ser lido e interpretado

SHARMA, 2010

A presena de uma dada modificao pode facilitar ouimpedir que uma segunda modificao acontea.




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Enzimas

HMT (Histona metiltransferase)

HAT (Histona acetiltransferase)

HDM (Histona demetilase)

HDAC (Histona deacetilase)




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Modificaes no-covalentes

Remodeladores de nucleossomos dependentes de ATP Regies livres de nucleossomos maquinaria de transcrio

Ocluso do stio de incio da transcrio represso gnica

Incorporao de histonas variantes

CenH3

H3.3

H2A.Z

H2A.X

Promotores genes ativosv Acetilao genes ativos na eucromatina

v Ubiquitinao heterocromatina facultativa




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Domnios bivalentes em clulasembrionrias

SHARMA, 2010




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Anormalidades no padro demodificao de histonas

O desequilbrio acetilao/desacetilao das histonas emregies promotoras contribui para a desregulao da

expresso gnica

Tais perdas de acetilao levam a represso gnica

HDAC so freqentemente encontradas superexpressas emvrios tipos de cncer




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Terapias com iHDAC

Inibidores de histonas deacetilases (iHDAC) tm emergidocomo uma nova classe de agentes anticncer.

Notveis efeitos na proliferao da clula tumoral, na mortecelular programada, na diferenciao e angiognese tumoralin vitro e in vivo (MAYO et al., 2003; INSINGA et al., 2005).

Estudo com a atividade sinrgica de inibidores de metilaodo DNA e de HDAC demonstrou uma grande reduo naformao de tumor em pulmes de camundongos quandotratados com fenilbutirato e 5-Aza-CdR juntos (BELINSKY etal., 2003).

MENDITI; KANG, 2007




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microRNAs

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microRNAs

De 17 a 23 nucleotdeos

Mais de 4000 miRNAs

Cerca de 800 em humanos




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microRNAs x Epigentica

2-3% dos genes: proliferao, diferenciao e apoptose.

miRNAMecanismosEpigenticos

MecanismosEpigenticos

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Dicer necessria para a formao de heterocromatina

Tratamento com RNAse diminui metilao de histonas

microRNAs x Epigentica


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Inativao do X

XIST = RNA no codificante


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11p15

Imprinting


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Epigentica

Conjunto (met, hist, micro)

Melhor entendimento

Manipulao

Reestabelecimento


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Obrigada


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