Genômica do X-frágil

• Main Author: Serpa, Gisele
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Florianópolis, SC 2012
• Subjects: Engenharia quimica; Genômica; Fatores de transcrição; Síndrome do X-Frágil
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/91071

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2008. === Made available in DSpace on 2012-10-23T18:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260132.pdf: 10785256 bytes, checksum: 912ddddb476f30986d78b06f3e710074 (MD5) === A Síndrome do X Frágil (SXF) é a forma de retardo mental herdado mais comum encontrada, afetando um entre 4000 homens e uma entre 8000 mulheres. Ela é causada devido a alterações do nível de transcrição e tradução do gene FMR1, que nos humanos e em vários outros mamíferos se encontra na região Xq27.3 do cromossomo X humano. Este gene codifica a proteína FMRP, cuja falta de expressão está associada ao retardo mental e a outros fenótipos característicos da SXF. A função da proteína FMRP no organismo ainda não é totalmente conhecida, porém acredita-se que ela esteja intimamente ligada ao transporte de mRNA do núcleo para o citoplasma dos neurônios e na sua condução até os ribossomos, onde faz parte dos complexos de ribonucleoproteínas (RNP) e controla a tradução de determinados mRNA. Diante deste contexto, este trabalho tem o objetivo de contribuir para a compreensão dos elementos reguladores da expressão do gene FMR1 e também incrementar os estudos sobre as funções desempenhadas pela proteína FMRP. Uma análise da região à montante do códon de início do gene FMR1, utilizando técnicas de genômica comparativa, gel shift e espectrometria de massa mostrou potenciais sítios de interação para proteínas de transcrição. Foram identificadas várias proteínas que interagiram com os segmentos de DNA conservados estudados in vitro, com especial significância para as proteínas Pur-a, Pur-b e as ribonucleoproteínas heterogêneas A2/B1 (hnRNP A2/hnRNP B1). O papel da Pur-a e Pur-b como elemento na regulação da transcrição do gene FMR1 nunca foi demonstrado, sendo esse o primeiro trabalho que propõe esta relação. No estudo sobre a função da proteína FMRP utilizou-se análise de fluxos metabólicos para calcular os fluxos intracelulares dos complexos envolvidos na regulação da tradução de mRNA nos dendritos neuronais, onde a FMRP é uma proteína chave. O uso de modelos estequiométricos das reações ou interações e a aplicação de balanços de massa permitiram a estimativa de alguns fluxos importantes no papel biológico da FMRP em nível celular. Esses resultados poderão auxiliar no diagnóstico e tratamento da Síndrome do X-Frágil e doenças relacionadas. === Fragile X Syndrome (FXS) is the most common form of inherited mental retardation with the incidence of 1:4000 in males and 1:8000 in females. The syndrome occurs as an effect of the lack of expression of the fragile X mental retardation protein (FMRP) codified by the FMR1 gene located in the q27.3 region of the X chromosome. Absence of the FMRP results in mental retardation and other characteristics of the Fragile X phenotypes. Some FMRP functions in the organism are still unknown; however, structural evidences of the protein suggest that it is involved in nuclear export, cytoplasmic transport, and/or translation control of target mRNA. In this work, we combined in silico comparative genomics tools with proteomic analysis to investigate regulatory elements in the upstream region of the FMR1 gene transcription start site. We identified proteins that interact with studied DNA conserved sequences, particularly Pur-a, Pur-b and heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A2/B1 (hnRNP A2/hnRNP B1). To our acknowledge this is the first work that correlate those proteins to the FMR1 gene transcription. We used Metabolic Flux Analysis (MFA) to estimate turnovers of molecules and complexes involved in mRNA transport to dendrites and its translation at synapses. Stoichiometric models of biochemical reactions or interactions and mass balances may be useful in diagnosis and future treatment of the Fragile X Syndrome and related diseases.