patologia molecular aspectos de genética molecular
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Patologia Molecular
Aspectos de genética molecular
Modelos de estudo Forward Genetics
Identifica genes responsáveis por fenótipos Reward Genetics
Induz deleções através de gene knock-out (KO)Cria transgênicos e overexpression
Expressão Gênica Seqüência de DNA Transcrição RNAm Modificações pós-transcricionais Translação Produto Gênico Dobramento Modificações pós-translacionais Transporte (sinalização)
Expressão Gênica Leitura através de códons, da direção 5’ 3’ Características:
UniversaisDegenerado
PolimorfismoNão patogênicoBaixa freqüência populacionalNão pode ser explicado apenas por mutações “de novo”
Modelos de Expressão Gênica Gene constitutivo
Transcrito continuamente Housekeeping Gene
Produção razoavelemente constante, necessária para manter a célula (Actina, ubiquitina, GAPDH)
Gene facultativoTranscrito quando necessário
Gene IndutívelDepende da fase do ciclo celular ou mudança ambiental
Alteração da seqüência de DNA Devido a erro de divisão
Exposição a radiação, mutágenos endógenos, vírus Fisiologicamente
meiose hipermutação (ontogenia imunológica – Parte Fab do ac)
Classificadas como:Germinativas ou constitucional – todas as célulasSomáticas – não se transmite – mosaicismo gênico – CA
esporádico é um exemplo
Alterações na Sequência de DNA Tipos principais de mutações:
OxidaçãoMetilaçãoHidróliseErro de replicação
Freqüências variam por:Seleção naturalEfeito gargalo
Tipos de mutações De ponto:
Silenciosas – mesmo aa – em geral da 3ª base do códon Missense – aa diferente Nonsense – Proteína truncada – (UGA / UAG / UAA) –
Geralmente mais branda se perto do fim da fase de leitura. Inserções
Erro durante replicação, transpósons, melhor se múltipla de 3 Pode alterar o splicing
Deleções - desde pontuais até um cromossomo inteiro Geralmente mais brandas se múltipla de 3 por não mudar leitura Perda na translocação Crossover sem inversão Crossover desigual
Tipos de mutações Expansão de trinucleotídeos – Huntington, Steinert, DMJ Metilação – imprinting – 5-10% do genoma
Paterno – promove crescimento / Materno regula negativamente Louise Joy Brown, grávida após 2 anos de tentativa (Jan 2007)
Complicações outras - translocações Fusão de genes – Bcr-abl – Cromosssomo Philadelphia (9-22)
Classificação do tipo de mutação: Tautomerismo – Troca de purina ou pirimidina por átomo de H Depurinação – Perda de uma purina (A ou G) Deaminação – Base normal por atípica (C U ou A HX*) Transição – Purina por purina (A por G) ou Pir por pir (C por T) Transversão – Purina por pirimidina ou vice-versa
* - Hipoxantina
Reparo do DNA 1 milhão de lesões moleculares / célula / dia
0,000165% genoma (3 bilhões de bp) Responsáveis
DNA Glicosilase AP endonuclease DNA polimerase DNA ligase
Uma célula muito lesada evolui para: Apoptose – “Queda do alto” Senescência (estado de dormência) Desregulação da divisão celular – Tumor ou CA
Defeitos no reparo: Xeroderma Pigmentoso, Cockayne
Classificação quanto à função Silenciosa Perda de função Ganho de função
Faz algo que não fazia antes, ocorre em Huntington, CA - onde um receptor passa a transmitir sinal independentemente de ligação
Mutações antimórficas ou dominante negativas Como no Marfan, produto defeituoso antagoniza normal
Mutações letais Conceitos importantes:
Heterogeneidade Genética Mesmo fenótipo com alterações em diferentes genes.
Heterogeneidade alélica Diferentes mutações num mesmo gene dando fenótipos variados:
Gene RET – NEM2a ou CA tireóide hereditário ou Doença de Hirchsprung
Overexpression Pode-se dar de duas formas:
Aumento do número de cópias de um geneAumento da capacidade de ativação da região promotora
Atualmente utilizado apenas para induzir a produção de qualquer substância em bactérias ou Drosophila, na primeira especialmente se houver alterações pós-translacionais.
Futuramente esse processo pode ser necessário para terapia gênica
Alterações pós-transcricionais Splicing por spliceossoma
Regra do 5’GU e 3’AG – Se mutação ocorrer nesta parte do íntron = deleção Definição dos Íntrons e Exons
Cobertura da 5’ por metil-GTP Previne ação das exonucleases Promove translação ou excisão de íntrons
Poliadenilação Edição Transporte Translação Degradação
Alterações pós-translacionais Silenciamento pós-translacional
RNAi – interferência do RNA de dupla fita dsRNA (gene knockdown)
Envolvido com micro-RNA e repressão de translação Possível aplicação em genética clínica no futuro Descoberto tentando produzir petúnias coloridas
Dobramento Protéico (Folding) Depende de Van der Waals, pH, viscosidade, temperatura Paradoxo de Levinthal
Estrutura secundária e terciária Chaperones Dobramento incorreto – Creutzfeldt-Jacob, Encefalopatia
espongiforme, kuru, insônia fatal familiar, Alzheimer
Alterações pós-translacionais Exemplo: pró-insulina em insulina Outros:
Glicosilação Fosforilação Acetilação Alcilação
Sinalização – resíduos de aa sinalizam ( e.g. sinal SKL) Cotranslacional Pós-translacional
Especialmente para: Mitocondria,cloroplasto e peroxissoma Doenças de peroxissoma (proteína transmembrana)
Adrenoleucodistrofia Síndrome de Zellweger
Fim – 18 / 09 / 1970