Regulação Gênica e Epigenética
As células carregam os mesmos genes, mas se comportam de maneira diferente porque controlam quais genes são expressos, quando e com que intensidade, e alguns desses estados regulatórios são herdáveis sem qualquer alteração na sequência de DNA.
Definition
Regulação gênica é o conjunto de mecanismos que controlam quais genes são expressos e em que grau, e epigenética é o estudo de mudanças herdáveis na expressão gênica que não envolvem alterações na sequência subjacente de DNA.
Scope
Esta área abrange a regulação da transcrição por promotores, intensificadores (enhancers) e fatores de transcrição, os papéis regulatórios do RNA, incluindo pequenos RNAs e interferência de RNA, o controle da expressão gênica através da modificação da cromatina e sua transmissão hereditária, e os efeitos de origem parental, como a impressão genômica (genomic imprinting). Trata de como a expressão de um genoma fixo é controlada e herdada epigeneticamente; a estrutura dos próprios genes e sua mutação em nível de sequência são abordadas na genética molecular.
Sub-topics
Core questions
- Como os fatores de transcrição, promotores e intensificadores (enhancers) determinam quando um gene é transcrito?
- Como as moléculas de RNA regulam a expressão gênica após a transcrição?
- Como as modificações da cromatina ativam ou desativam genes e transmitem esse estado para as células-filhas?
- Como surgem e persistem os efeitos de origem parental, como a impressão genômica (imprinting)?
Key theories
- O modelo do operon de regulação gênica
- Jacob e Monod mostraram que os genes bacterianos podem ser ativados e desativados por proteínas reguladoras que se ligam ao DNA em resposta a sinais, estabelecendo o princípio da expressão gênica controlada.
- Herança epigenética
- Padrões de metilação do DNA e modificação de histonas podem ser propagados através da divisão celular e, em alguns casos, através de gerações, transmitindo estados de expressão gênica sem alterar a sequência do DNA.
Clinical relevance
A desregulação da expressão gênica impulsiona o câncer e muitas doenças do desenvolvimento, mudanças epigenéticas como a metilação aberrante são alvos diagnósticos e terapêuticos, distúrbios de impressão (imprinting disorders) ilustram doenças de origem parental, e a regulação baseada em RNA sustenta uma classe crescente de terapias.
History
O modelo do operon de Jacob e Monod de 1961 mostrou que os genes são regulados em vez de expressos constitutivamente; Waddington havia cunhado anteriormente o termo epigenética para como o genótipo produz o fenótipo, e a descoberta da interferência de RNA em 1998 e o mapeamento molecular de marcas de cromatina estabeleceram a imagem moderna de regulação em camadas e herdável.
Key figures
- François Jacob
- Jacques Monod
- Conrad Waddington
- Andrew Fire
Related topics
Seminal works
- jacobMonod1961
- allis2007
Frequently asked questions
- O que significa epigenético?
- Refere-se a mudanças herdáveis na forma como os genes são expressos que não alteram a sequência do próprio DNA, como marcas químicas no DNA ou em suas proteínas associadas que ativam ou desativam genes e podem ser passadas para as células-filhas.
- Se toda célula tem os mesmos genes, por que as células são tão diferentes?
- As células diferem porque expressam diferentes subconjuntos de seus genes compartilhados; mecanismos regulatórios decidem quais genes estão ativos em cada tipo de célula, e marcas epigenéticas ajudam a consolidar essas decisões à medida que as células se especializam.