Epigentica Fenmeno Epigentico z Qualquer actividade reguladora de
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Epigenética
Fenómeno Epigenético z. Qualquer actividade reguladora de genes que não envolve mudanças na sequência do DNA (código genético) e que pode persistir por uma ou mais gerações
Territórios cromossómicos
Espaços intercromáticos
Territórios cromossómicos e Espaços intercromáticos
O início da epigenética z 1990’s y. Descobertas metilases de DNA em C y. Metilação representada na maioria dos animais, vegetais e fungos z 1993 y. Stephen Baylin et al x. Metilação do Gene de Supressão Tumoral p 16 numa variedade de tumores humanos x. Tratamento destas células com agentes desmetilantes repõe a actividade do gene y. Extensa metilação em promotores de outros genes de supressão tumoral
Mecanismos conhecidos de regulação epigenética z Metilação do DNA z Modificação das Histonas y. Metilação y. Acetilação y. Fosforilação z Silenciamento do RNA y. RNA directed DNA methylation y. Postranscriptional gene silencing y. RNA interference (RNAi) z Imprinting z A Epigenética em Análises Clínicas
Metilação z A 5ª base 5 -metil citosina
A metilação inactiva os genes
Metilação do DNA, ilhas Cp. G e defesa genómica
Papel da Metilação/desacetilação na repressão do genoma animação
Mecanismos conhecidos de regulação epigenética z Metilação do DNA z Modificação das Histonas y. Metilação y. Acetilação y. Fosforilação z Silenciamento do RNA y. RNA directed DNA methylation y. Postranscriptional gene silencing y. RNA interference (RNAi) z Imprinting z A Epigenética em Análises Clínicas
Código das histonas (I) z 1993 Alan Wolffe y. Acetilação das histonas altera o acesso de outras proteínas ao DNA (abre o cromossoma) x. Acetilases/Desacetilases formam complexos com factores de transcrição que ligam/desligam os genes z 1998 Adrian Bird et al. y. Mostrou que as desacetilases podem funcionar em conjunto com metilases: se a desacetilase for inibida, a metilação não inactiva os genes
Código das histonas (II) z 2000 Thomas Jenuwein y. Identificou uma metilase de histonas, mostrando que actuam sobre o mesmo local das histonas que as acetilases z 2001 Tony Kouzarias y. Metilação de histonas desliga os genes Metilação da H 3 permite a ligação da HP 1, o que silencia os genes
Modelos de modificação eu/heterocromática por alteração de histonas
Formation of heterochromatin silences gene expression at telomeres and other regions Silent genes in mating-type control in yeast Figure 10 -55
Several genes encode proteins that bind specifically to silent loci at yeast telomeres Figure 10 -56
Schematic model of silencing at yeast telomeres Figure 10 -57
Repressors and activators can direct histone deactylation at specific genes Figure 10 -58
Analysis of the acetylation state of histones in chromatin associated with a specific region of the genome Figure 10 -59
Modificações de histonas que regulam a cromatina
Módulos proteicos que modificam as histonas
Mecanismos conhecidos de regulação epigenética z Metilação do DNA z Modificação das Histonas y. Metilação y. Acetilação y. Fosforilação z Silenciamento do RNA y. RNA directed DNA methylation y. Postranscriptional gene silencing y. RNA interference (RNAi) z Imprinting z A Epigenética em Análises Clínicas
Silenciamento do RNA -Rd. DM = RNA directed DNA methylation -PTGS = Post translational gene silencing -RNAi = RNA interference si. RNA= small interfering RNA RISC = RNA induced silencing complex CMT = chromomethylase DNMT= DNA methyltransferase IR = inverted DNA repeats SC = single copy genes c. Rd. RP= cellular RNA dependent RNA pol DICER/CAF = RNAse III type enzimes
Epigenética z Metilação do DNA z Modificação das Histonas y. Metilação y. Acetilação y. Fosforilação z Silenciamento do RNA y. RNA directed DNA methylation y. Postranscriptional gene silencing y. RNA interference (RNAi) z Imprinting z A Epigenética em Análises Clínicas
Imprinting (I) z. Marcação permanente dos genes passados por cada um dos progenitores z. Fenómeno conhecido há pelo menos 3, 000 anos yÉgua+Burro Mula y. Cavalo+Burra Macho há efeitos específicos do genero nos cruzamentos
Imprinting (II) z 1991 y. Igf 2 r y. H 19 Activos só se herdados da mãe y. Igf 2 (activo só se herdado do pai) z 2001 y. Mais de 40 genes com efeito de imprinting xmecdin x. UBE 3 A Prader-willi e Angelman syndromes xp 53 (gene de supressão tumoral envolvido no neuroblastoma) xpeg 3 Afectam o desenvolvimento embrionário xigf 2 x. . .
Imprinting (III) z Metilação está habitualmente envolvida quer activando quer inactivando os genes z Genes imprinted estão presentes em clusters y. Ex: x. H 19/Igf 2 (11 p 15. 5) x. DKK 1/GTL 2 (14 q 32) x. Um dos genes origina 1 proteína o outro RNA não traduzido (cerca de 25% dos genes imprinted não originam proteínas) x. Os genes são separados por ilhas Cp. G as quais são locais de ligação de CTCF, formando uma fronteira cromossómica
Imprinting (IV)
Implicações do imprintig z. Necessidade de: y. Remover as marcas de imprinting cedo na gametogénese y. Criar novas marcas de imprinting durante a gametogénese
A epigenética em análises clínicas(I) z Bibliografia crescente implicando epigenética em patologias (ex: tumores) y Loss of genomic methylation causes p 53 -dependent apoptosis and epigenetic deregulation Eric Lander, Rudolf Jaenisch Nature Genetics, vol 27, January 2001 y Cancer epigenetics comes of age. Jones PA, Laird PW. Nat Genet. 1999 Feb; 21(2): 163 -7. PMID: 9988266; UI: 99140765 y DNA methylation in health and disease. Robertson KD, Wolffe AP Nature Reviews Genetics. 2000 October, Vol. 1: 11 -19 y DNA methylation. Singal R, Ginder GD. Blood. 1999 Jun 15; 93(12): 4059 -70. PMID: 10361102; UI: 99290759 y DNA methylation: past, present and future directions. Robertson KD, Jones PA. Carcinogenesis. 2000 Mar; 21(3): 461 -7. PMID: 10688866; UI: 20156136 y Current Topics in Microbiology and Immunology. Vol. 249: DNA Methylation and Cancer edited P. A. Jones, P. K. Vogt Springer-Verlag (2000) pp. 170. y Behind the Scenes of Gene Expression Elizabeth Pennisi, Science Aug 10 2001: 1064 -1067
A epigenética em análises clínicas(II) z Patologias com envolvimento da Epigenética y. Sindroma do X frágil y. Sindroma de Rett y. Sindroma ICF (Imunodeficiencias, Instabilidade centromérica e Anomalias Faciais) (Mutações na DNA metiltransferase 3 B (DNMT 3 B)) y. Genes de supressão tumoral em tumores y. Deficiencias de imprinting genético y. Envelhecimento y. Doenças cardiacas
A epigenética em análises clínicas(III)
A epigenética em análises clínicas (IV) z Epigenomics y. Detecção do padrão de metilação (human epigenome) z Sangano Biosciences y. Drogas para alterar o padrão de metilação z Produtos em teste y. Clinical trials para tratar leucemias com agentes que removem grupos metilo (activam os genes de supressão tumoral) y. Clinical trials para drogas que removem a acetilação das histonas
Mutações na DMT 3 B em doentes com síndroma ICF
O síndroma do X frágil
Mutações no gene MECP 2 em doentes com Síndroma de Rett