ORGANIZAÇÃO do GENOMA - 2
1-Introdução
2-Organização cromossômica: DNA repetitivo
de sequência simples
3-Organização cromossômica: DNA
moderadamente repetitivo
4-DNA codificador
5-DNA de Organelas
Edmar Vaz de Andrade
home.ufam.edu.br/~edandrade
1-Introdução
Comparação da organização genômica entre
leveduras, mosca das frutas e homem
Introns: em verde
Éxons: em azul
Região intergênica: linha preta
1-Introdução
Em humanos
Éxons: 50 a 200 pares de bases (pb)
Introns: 90 a 3.300 pares de bases
Região não-codificadora: íntrons e região
intergênica (rica em seqüências repetitivas)
Região codificadora: aproximadamente 1,5%
do genoma total (em geral seqüências únicas)
2-Organização cromossômica: DNA repetitivo
de sequência simples
DNA satélite
repetições curtas consecutivas (14-500 pb) em
uma região de 20-100 kb de comprimento.
Microssatélites
repetições com 1 a 13 pb em repetições
consecutivas em uma região de até 150 pb
Em geral distribuídas no centrômero e
telômeros
2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de
sequência simples
γ
Mecanismo para diferenças no número de
repetições de seqüência simples (microssatélites)
entre indivíduos de uma mesma espécie
2-Organização cromossômica: DNA repetitivo
de sequência simples
• Expansões de microssatélites causam,
pelo menos, 14 tipos diferentes de
doenças neuromusculares, dependendo
do gene no qual ocorrem.
• Exemplos:
• Distrofia
miotônica
espinocerebelar.
e
a
ataxia
3-Organização cromossômica: DNA
moderadamente repetitivo
Propriedade de se deslocarem ao longo do
genoma (transposição): Elementos móveis
ou DNA móvel
Centenas a milhares de pares de bases
Transposons de DNA
Retrotransposons LTR
Retrotransposons não-LTR
Inicialmente denominado como Simbiontes
Moleculares: DNA egoísta (Francis Crick)
3-Organização cromossômica: DNA
moderadamente repetitivo
Mecanismo geral de
transposição das duas
principais classes de
elementos móveis
3-Organização cromossômica: DNA
moderadamente repetitivo
Estrutura geral de uma Seqüência de Inserção (IS)
Elemento móvel em bactérias
Enzimas necessária
para transposição
O DNA humano contém cerca de 30 mil cópias de
transposons de DNA completos ou incompletos,
totalizando ≈ 3% do genoma.
3-Organização cromossômica: DNA
moderadamente repetitivo
Estrutura geral de um retrotransposon LTR
(Repetição Terminal Longa) eucariótico
Transcriptase reversa, integrase
e outras proteínas retrovirais
Evolutivamente, no genoma humano retrotransposons LTR
derivam de retrovírus endógenos (ERVs).
4-DNA codificador
- Genes solitários
Cerca de 25 a 50% dos genes que
codificam proteínas estão representados
em uma única vez no genoma haplóide;
- Exemplo: lisozima encontrada na lágrima
humana.
4-DNA codificador
- Genes duplicados
- Possuem seqüências semelhantes, mas
não idênticas, normalmente com 5 a 50
kb de distância entre si.
Fetal
DNA móvel como “egoísta”
4-DNA codificador
• - Genes repetidos e consecutivos
- São distinguidos dos genes duplicados
porque seus múltiplos genes consecutivos
repetidos codificam proteínas ou RNA
funcionais idênticos ou quase idênticos.
- Codificam os rRNA, tRNA e histonas
5-DNA de Organelas
• As mitocôndrias e os cloroplastos, muito
provavelmente, evoluíram de bactérias que
formavam uma relação simbiótica com as células
ancestrais.
• Todos os DNAs de mitocôndrias e cloroplastos
codificam rRNAs, tRNAs e algumas proteínas
envolvidas no transporte de elétrons e na síntese de
ATP.
• A maioria dos DNAs das mitocôndrias e cloroplastos
consiste de moléculas circulares.
• O mtDNA tem herança citoplasmática
organismos multicelulares: herança materna).
(em
5-DNA de Organelas
• Diversas
doenças
neuromusculares
humanas resultam de mutações no mtDNA.
• O paciente geralmente tem uma mistura de
mtDNA mutante e selvagem em suas
células (heteroplasmia).
• Ex.: neuropatia óptica hereditária de Leber
e síndrome de Kearns-Sayre.
Discuta sobre a importância do DNA móvel no repertório
gênico de organismos eucarióticos.
Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas,
com ou sem modificações, das seguintes referências:
1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005.
“Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA.
Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish)
2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000.
“Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.