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INATIVAÇÃO DO CROMOSSOMO X. Metilação como evento regulatório João Rafael Victor Schmitt Baseado no seminário de Cássio Santos. Diferenciação Citológica entre Machos e Fêmeas. 1921: células masculinas e femininas com cromossomos sexuais distintos;

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Presentation Transcript
inativa o do cromossomo x

INATIVAÇÃO DO CROMOSSOMO X

Metilação como evento regulatório

João Rafael Victor Schmitt

Baseado no seminário de Cássio Santos

diferencia o citol gica entre machos e f meas
Diferenciação Citológica entre Machos e Fêmeas
  • 1921: células masculinas e femininas com cromossomos sexuais distintos;
  • 1949: descoberta de massa de cromatina nas células interfásicas por Barr e Bertram;
  • Cromatina sexual: presente nas femininas e ausentes na masculinas: Cromatina Sexual ou Corpúsculo de Barr;
slide3
Por que a monossomia do X causa as alterações fenotípicas características da Síndrome de Turner??
inativa ao do x introdu o
Inativaçao do X: Introdução
  • Mecanismo normal
  • Mulheres normais
  • Início durante vida embrionária.
  • X inativo Corpúsculo de Barr.
hip tese de lyon1
Hipótese de Lyon
  • Células femininas de mamíferos placentários apresentam apenas um cromossomo X transcricionalmente ativo.
  • Compensação de dose: Iguala expressão de genes ligados ao X em ambos os sexos
processo de inativa o do x
Processo de Inativação do X

1. Determinação randômica (aleatória) do padrão de inativação:

Tanto o X materno quanto o X paterno podem sofrer inativação.

Processo que ocorre na vida embrionária (13° - 16° dias - blastocisto)

2. Manutenção do padrão de inativação (fixado):

Todas as células descendentes de uma mesma célula, mantém o mesmo cromossomo inativado.

mosaicismo som tico
Mosaicismo Somático
  • Mulheres possuem duas populações celulares distintas em relação ao cromossomo X.
  • Ex: Pelagem malhada dos gatos
processo de inativa o do x1
Processo de Inativação do X

Xic (centro de inativação do X):

  • Organiza a iniciação e a propagação do processo
  • Encontra-se em Xq13
  • Contém o gene XIST
slide12
XIST
  • Transcrito específico do X inativo
  • Expresso apenas pelo alelo do X inativo
  • Essencial para a função do Xic na iniciação da inativação
  • Na ausência do XIST não há inativação
  • Produto do XIST: RNAm não-codificante, que fica associado ao X inativo
express o do xist
Expressão do XIST
  • Determina o silenciamento dos outros genes do cromossomo X
  • Tsix: região presente no XIC, que regula o gene XIST
  • Xce: age na escolha de qual cromossomo X permanecerá ativo
manuten o da inativa o do x
Manutenção da Inativação do X
  • XIST é essencial na iniciação da inativação, mas não é capaz de manter esse processo
  • Para que os genes inativados pelo XIST sejam assim mantidos, eles sofrem um processo de metilação
epigen tica
Epigenética
  • A herança das informações com base na expressão do gene e não na seqüência de bases do DNA
compacta o da cromatina
Compactação da Cromatina
  • Relação inversa entre compactação e transcrição
  • Acetilação: contribui para a descondensação
  • Metilação: contribui para a condensação
metila o
Metilação
  • Processo primariamente normal de inativação de diversos tipos de genes.
  • Feito nas citosinas do DNA pela enzima DNA metiltransferase, sendo restrita ao dinucleotídeo CpG.
  • Algumas histonas também participam do processo de manutenção da inativação associadas a metilação.
slide21
A metilação também está relacionada com a expressão do XIST

Cromossomo X ativo

XIST hipermetilado

Ausência de expressão

genes que escapam inativa o
Genes que escapam à inativação
  • Cerca de 25% dos genes escapam da inativação e expressam-se pelos cromossomos X ativo e inativo
  • 15% encontram-se ativos em de todas as células
  • 10 % encontram-se ativos apenas em alguns grupos de células
  • Maioria estão em Xp

The DNA sequence of the human X chromosome

Nature434, 325-337 (17 March 2005)

s ndrome de turner
Síndrome de Turner
  • Se todos os genes do X inativado estivessem metilados , esses pacientes não teriam nenhuma característica clínica diferente da população normal.
falha na inativa o do x
Falha na inativação do X
  • Em células embrionárias após o 13º-16º dia, a não inativação de um dos cromossomos X é um evento letal.
  • Em células somáticas é um evento raro, podendo ocorrer em células normais ou neoplásicas.
inativa o n o aleat ria do x
Inativação não-aleatória do X
  • LYONIZAÇÃO SELETIVA:
  • Inativação preferencialmente do cromossomomo X que tem uma mutação.
  • Efeito benéfico
  • Anomalias do X são melhores toleradas que as anomalias similares dos autossomos.
slide27
LYONIZAÇÃO NEGATIVA:
  • Inativação preferencial do cromossomo X normal, permanecendo o X mutado na maioria dos cromossomos X ativos.
  • Efeito negativo
  • Heterozigotas desenvolvem doenças recessivas ligadas ao X (Hemofilia , Distrofia Muscular de Duchenne, Daltonismo) – (Heterozigotas manifestantes)
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Inativação não aleatória gera expressividade variável de doenças ligadas ao cromossomo X em mulheres heterozigotas.
  • Fenótipo desde normal até amplamente afetado.
gametog nese
GAMETOGÊNESE
  • Reativação do cromossomo X previamente inativado na oocitogênese
  • Enzima 5-azacitidina inibe a metilação da citosina
  • Expressão do gene XIST diminui
  • Reativação do X é fundamental para a manutenção da vida
evolu o
Evolução
  • Inativação do X por imprinting: mamíferos primitivos
  • Inativação aleatória do X: mamíferos placentários
evolu o1
Evolução
  • Força evolutiva por trás da inativação aleatória do X
  • Hemizigotos (machos) são mais propensos a efeitos adversos do X mutante
  • Inativação aleatória do X é uma vantagem seletiva
  • Fêmeas obtiveram um benefício na proteção contra potenciais mutações

K Ng et al; Xist and the order of silencing; EMBO reports VOL 8, N°1, 2007

retomando inativa o do x
Retomando – Inativação do X
  • Mecanismo normal em mulheres
  • Hipótese de Lyon – compensação de dose
  • Aleatório e fixo
  • XIST – essencial na inativação do X
  • Manutenção: METILAÇÃO
  • Alterações na inativação aleatória

(escape, falha, não-aleatória)

  • Reversibilidade - gametogênese
inativa o do x express o silenciamento
Inativação do X Expressão/silenciamento

M

E

T

I

L

A

Ç

Ã

O

E

X

P

R

E

S

S

Ã

O

XIST

Metilação

XIST

Cromossomo

Inativo

Cromossomo

Ativo

slide35

a, 624 genes were tested in nine Xi hybrids. Each gene is linearly displayed. Blue denotes significant Xi gene expression, yellow shows silenced genes, pseudoautosomal genes are purple, and untested hybrids remain white. Positions of the centromere (cen) and XIST are indicated.

b, To determine whether heterogeneity is largely a property of a specific chromosome, three independently derived hybrids from one Xi chromosome (denoted 10 a, b, c) and two hybrids carrying another Xi chromosome (11 a, b) were isolated, and results for 19 genes are shown adjacent to results for the original nine Xi chromosomes.

X-inactivation profile reveals extensive variability in X-linked gene expression in females

Nature434, 400-404 (17 March 2005)