O controle da expressão genética pode acontecer durante qualquer um dos passos do processo desde o início da transcrição até a modificação pós-traducional de uma proteína, ou qualquer um dos passos no meio. É a habilidade da célula em regular esses diferentes passos que a torna uma máquina eficiente quase um ninja por ser versátil e adaptável, por isso ela gasta energia para expressar somente proteínas necessárias no momento correto. Ou podemos dizer que a célula é muito preguiçosa e gasta o mínimo necesssário de energia. Vamos para o começo da expressão genética, e vamos falar sobre regulação genética relacionada com a regulação de DNA e cromatina. Vamos falar sobre a estrutura do DNA. O DNA fica armazenado na forma de cromatina, também chamado de DNA super enovelado. Cromatina é constituída de DNA, proteínas histonas e não-histonas. A unidade básica da cromatina é chamada de nucleossomo, constituído por 146 pares de base de DNA dupla fita que fica enrolado sobre um cerne de oito histonas. Existem quatro histonas diferentes nesta estrutura que você deve conhecer. São H2A, H2B, H3 e H4, que é apenas o nome dado a elas. As histonas podem ser modificadas por acetilação na sua cauda amino terminal por uma enzima chamada histona acetiltransferase, podemos chamar apenas de HAT. É uma modificação reversível, que é controlada por outra enzima que remove o grupo acetil, que é chamada de histona deacetilase, ou HDAC. A acetilação das histonas resulta no desenovelamento da estrutura da cromatina permitindo que fique acessível à maquinaria de transcrição para a expressão de genes. Por outro lado, a deacetilação das histonas, resulta na condensação, ou compactação da estrutura da cromatina, impedindo transcrição destes genes. Quando essas modificações que regulam a expressão gênica são herdadas, nós chamamos de regulação epigenética. Por isso, quando você pensa em expressão gênica e DNA pode pensar que DNA pode ter dois sabores um altamente enovelado, com DNA transcricionalmente inativo, também chamado de heterocromatina, e outro menos enovelado, com DNA transcricionalmente ativo, chamado de eucromatina. Gosto de imaginar que a heterocromatina é muito densa e está hibernando, ambas heterocromatina e hibernando começam com H, igual aos ursos que ficam dormindo em suas tocas durente o inverno, já a eucromatina está esperando com braços abertos, para a maquinaria de transcrição para expressar seus genes. Podemos ver com frequencia a desacetilação de histona combinada com outro tipo de mecanismo regulador de DNA, que é a metilação do DNA, que acontece em um processo chamado de silenciamento genético. É um jeito mais permanente de bloquear a transcrição de genes. A metilação do DNA é a adição de um grupo metil, que é um carbono com três hidrogênios, na citosina, um dos nucleotídeos do DNA, por uma enzima chamada de metiltransferase. Isso ocorre normalmente, em sequências ricas em citosinas, chamadas de ilhas CpG. Não se esqueça que citosina pareia com g, guanina, é por isso que se chamam ilhas CpG. A metilação de DNA altera estavelmente a expressão de genes, e acontece no momento em que as células estão se dividindo e diferenciando a partir de células-tronco embrionárias em tecidos específicos. Assim, esse é um passo essencial para o desenvolvimento normal, e está associado com outros processos, como imprint genômico e inativação do cromossomo X, que iremos discutir mais para frente. A metilação de DNA aberrante tem sido relacionada com carcinogênese, ou desenvolvimento de cancer, por isso podemos ver como a regulação correta da metilação do DNA é um mecanismo regulatório crítico para nossas células. A metilação do DNA pode afetar a transcrição dos genes de duas maneiras. Primeiro, a metilação do DNA pode impedir fisicamente que a maquinaria de transcrição se ligue no gene. Segundo e provavelmente mais importante, DNA metilado pode ligar-se em proteínas chamadas de proteínas com domíno ligante de CpG metilado, ou somente MBDs. As proteínas MBDs podem por sua vez recrutar outras proteínas até o locus, ou região específica no cromossomo, alguns genes, tais como histonas deacetilases, e outras proteínas remodeladoras de cromatina, resultando na modificação das histonas, formando heterocromatina inativada e condensada que está basicamente silenciada trasncricionalmente. [Traduzido por: Claudia Alves]