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Regulação gênica é como a célula controla quais genes, entre os inúmeros genes presentes em seu genoma, são "ativados" (expressos). Com a regulação gênica, cada tipo de célula em seu corpo acaba possuindo um conjunto diferente de genes ativados.

Esses diferentes padrões de expressão gênica permitem que seus vários tipos celulares possuam conjuntos diferentes de proteínas, tornando cada célula exclusivamente especializada em fazer seu trabalho.

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Como as células "decidem" quais genes ligar?

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Como as células "decidem" quais genes ligar?

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De forma geral, pode-se dizer que o padrão de expressão gênica é determinado tanto pelas informações internas quanto externas à célula.

Exemplos de informação de dentro da célula: as proteínas que herdou de sua célula mãe, danos no seu DNA e quanto ATP possui.

Exemplos de informações de fora da célula: sinais químicos de outras células, sinais mecânicos da matriz extracelular e os níveis de nutrientes

A célula detecta o fator de crescimento por meio de uma ligação física entre o fator de crescimento e o receptor proteico na superfície da célula

A ligação do fator de crescimento faz com que o receptor mude de forma, desencadeando uma série de eventos químicos na célula que ativam proteínas denominadas fatores de transcrição.

Os fatores de transcrição ligam-se em certas sequências do DNA no núcleo e provocam a transcrição de genes relacionados com a divisão celular

Os produtos desses genes são vários tipos de proteínas que fazem a célula se dividir (conduzir o crescimento celular e/ou mover a célula adiante no ciclo celular).

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A expressão gênica eucariótica pode ser regulada em vários estágios

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A expressão gênica eucariótica pode ser regulada em vários estágios

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Acessibilidade da cromatina A estrutura da cromatina (DNA e suas proteínas organizadoras) pode ser regulada. Uma cromatina mais aberta ou "relaxada" faz com que o gene esteja mais disponível para a transcrição.

Transcrição. A transcrição é um ponto-chave de regulação para muitos genes. Conjuntos de proteínas de fator de transcrição se ligam a sequências de DNA específicas dentro ou perto de um gene, promovendo ou reprimindo sua transcrição para um RNA.

Processamento de RNA. Splicing, capping e adição de uma cauda poli-A a uma molécula de RNA podem ser regulados, de modo que possa sair do núcleo. Diferentes RNAm podem ser feitos a partir do mesmo pré-RNAm através do splicing alternativo.

Estabilidade do RNA. O tempo de vida de uma molécula de RNAm no hialoplasma afeta a quantidade de proteínas que podem ser feitas a partir dele. Pequenos RNAs reguladores denominados de RNAmis podem se ligar aos RNAm-alvos e gerar quebra dos mesmos.

Tradução. A tradução de um RNAm pode ser aumentada ou inibida por reguladores. Por exemplo, RNAmis podem bloquear a tradução dos seus RNAm-alvos (ao invés de gerar quebra dos mesmos).

Atividade proteica. Proteínas podem sofrer uma variedade de modificações como serem quebradas ou marcadas com grupos químicos. Essas modificações podem ser reguladas e podem afetar a atividade ou o comportamento da proteína.

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Por exemplo, uma das f unções do fígado é remover substâncias tóxicas como o álcool da corrente sanguínea. Para isso, as células hepáticas expressam genes que codificam subunidades (Pedaços) de uma enzima chamada álcool desidrogenasse.

Essa enzima decompõe o álcool em uma molécula não tóxica. Os neurônios do cérebro de uma pessoa não removem toxinas do corpo, então eles mantém esses genes silenciados ou "desligados". Da mesma forma, as células hepáticas não enviam sinais utilizando neurotransmissores, então elas mantém os genes que codificam neurotransmissores silenciados.