Dr. Salmo Raskin
Ácido Desoxirribonucleico
Célula
Todas as células
nucleadas
contém
DNA em 23 pares de
cromossomos.
Cromossomos
X Mãe
X Pai
O que foi o
PROJETO GENOMA HUMANO?


Colaboração científica internacional organizada
pelo EUA, através do Departmento de Energia e o
Insituto Nacional de Saúde
Objetivos (1990-2005)





identificar a posição dos 100.000 genes no DNA
humano
determinar a sequência das 3 bilhões de bases
nitrogenadas que compõem o DNA humano
Guardar esta informação em bases de dados
Desenvolver métodos para analisar estes dados
Estudar os aspectos éticos, legais, e sociais que
surgirão com as novas descobertas
1) Consórcio Internacional de Sequenciamento do Genoma
Humano
20 Centros, 6 países
Coordenação: Dr. Francis Collins
National Human Genome Research Institute (NHGRI)
National Institute of Health (NIH)
2) Empresa Celera
Coordenação: Craig Venter
Projeto Genoma Humano
Dr. Craig Venter
Dr. Francis Collins
Lander et al. (248 autores)
Initial Sequencing and Analysis of The Human Genome
Nature 2001, 409:860-921
Venter et al. (282 autores)
The Sequence of The Human Genome
Science 2001, 291:1304-1351
Só 1,5% são Genes...
GTCGTTTTACAACGTCGTGACTGGGGAAAACCCTGGGCGTTACCCAACTTAATCGCCTTGGCNGCACATCCCCCTTTCGCA
GNTGGGGTAATAACGAAANANGCCGGACCGATCGNCCTTCCCAANAATTGCNCAACCTGAATGGGGAATGGACNCCCCTG
TAACGGCGCATTAANCGCGGNGGGTGTGGTGGTTAACNGCAAGGNGAAGGTAAANTTGGAAGGGGNTAAGGGGGGGNNT
TTTGGTTTTTTTTGCTCACTTCTTTTCCTTATGGCCAGTAAAAGTGGTGTGTGGCCAGCTTGATTCTCTTCTCTCAATGATCCC
AAGATTCCAGATGACAATGTCAGGCACTCCTGCTCTAAATGGGTCACTAAGGAAGTGGCTCTTGTTCTTCACTTTGATGTCT
GCACCACAGGACAGCAATTTTGCCACCACTGACAAATTCTCACCATAAACAGCATAATGGACAGCTGTGTTGACATACACAT
CTACAATATTTGGATCAGCACCAGAATCTATGANAATATTTGCACAAACTTCCCTCTGGCATTGCACAGCCTCTTCTTCGCAT
CTCTTATGTTCAGGTCCATTGTCGTCTTCAAGCCGAATTCTGCAGATATCCATCACACTGGCGGNCGCTCGAGCATGCATCT
AGAGGGCCCAATTCGCCCTATAGTGAGTCGTATTAAATTCACTGGGCCGTCGTTTTACAACGTCGTGACTGGGGAAAACCC
TGGGCGTTACCCAACTTAATCGCCTTGGCNGCACATCCCCCTTTCGCAGNTGGGGTAATAACGAAANANGCCGGACCGATC
GNCCTTCCCAANAATTGCNCAACCTGAATGGGGAATGGACNCCCCTGTAACGGCGCATTAANCGCGGNGGGTGTGGTGGT
TAACNGCAAGGNGAAGGTAAANTTGGAAGGGGNTAAGGGGGGGNNTTTTGGTTTTTTTTTTTTTTCCCCCCCCCCCCCCCC
CCCCTTGCTCACTTCTTTTCCTTATGGCCAGTAAAAGTGGTGTGTGGCCAGCTTGATTCTCTTCTCTCAATGATCCCAAGATT
CCAGATGACAATGTCAGGCACTCCTGCTCTAAATGGGTCACTAAGGAAGTGGCTCTTGTTCTTCACTTTGATGTCTGCACCA
CAGGACAGCAATTTTGCCACCACTGACAAATTCTCACCATAAACAGCATAATGGACAGCTGTGTTGACATACACATCTACAA
TATTTGGATCAGCACCAGAATCTATGANAATATTTGCACAAACTTCCCTCTGGCATTGCACAGCCTCTTCTTCGCATCTCTTAT
GTTCAGGTCCATTGTCGTCTTCAAGCCGAATTCTGCAGATATCCATCACACTGGCGGNCGCTCGAGCATGCATCTAGAGGG
CCCAATTCGCCCTATAGTGAGTCGTATTAAATTCACTGGGCCGTCGTTTTACAACGTCGTGACTGGGGAAAACCCTGGGCGT
TACCCAACTTAATCGCCTTGGCNGCACATCCCCCTTTCGCAGNTGGGGTAATAACGAAANANGCCGGACCGATCGNCCTTC
CCAANAATTGCNCAACCTGAATGGGGAATGGACNCCCCTGTAACGGCGCATTAANCGCGGNGGGTGTGGTGGTTAACNGC
AAGGNGAAGGTAAANTTGGAAGGGGNTAAGGGGGGGNNCCCCCCCCCTTGCTCACTTCTTTTCCTTATGGCCAGTAAAAG
TGGTGTGTGGCCAGCTTGATTCTCTTCTCTCAATGATCCCAAGATTCCAGATGACAATGTCAGGCACTCCTGCTCTAAATGG
GTCACTAAGGAAGTGGCTCTTGTTCTTCACTTTGATGTCTGCACCACAGGACAGCAATTTTGCCACCACTGACAAATTCTCA
CCATAAACAGCATAATGGACAGCTGTGTTGACATACACATCTACAATATTTGGATCAGCACCAGAATCTATGANA
Mutações
ACT GGG CAC CTA
sequência normal
ACT AGG CAC CTA
mutação de ponto
ACT GGG
CTA
deleção sem desvio da leitura
ACT GGG C
CTA
deleção com desvio da leitura
ACT GTGGCAC CTA
inserção com desvio da leitura
Principais Conclusões do PGH

Maior genoma sequenciado até hoje

Primeiro Genoma de Vertebrado Sequenciado

Tamanho de 3.2 Gb

99,99% sequenciado

1.1-1.4% codifica para proteína

>50% são sequencias repetitivas
Principais Conclusões do PGH

Número total de genes anotados: 31.778

14.882 (47%) com uma estrutura definida,
representado por uma sequencia de cDNA

16.896 (54%) com uma estrutura prevista
PROJETO GENOMA HUMANO
Principais Conclusões do PGH
A densidade gênica é desigual, relacionada ao
conteúdo de guanosina e citidina (GC) e aos
padrões de bandeamento dos cromossomos

Cromossomo 22 é um pouco maior que o 21,
mas tem o dobro de genes (545 /225)
PROJETO GENOMA HUMANO
Principais Conclusões do PGH
Os Humanos tem menos genes do que se esperava


Número inicial: 140.000 genes
Estimativa atual: 30.000 genes




só 17.000 mais do que a Drosophyla melanogaster
só 12.000 mais do que C. elegans
Número estimado de proteínas derivadas destes genes:
250.000 transcritos se iniciam em pontos alternativos
de um mesmo gene
Um único gene pode produzir vários transcritos
diferentes
PROJETO GENOMA HUMANO
Funções dos Genes
Adesão Celular
Regulação do Ciclo Celular
Defesa
Imunidade
Enzimática
Regulação Enzimática
Transportador de Proteínas
Proteína
Fator de Transcrição
Supressor de Tumor
30.000 genes
Não foi possível classificar cerca
de 40% destes em nenhuma
categoria funcional
PROJETO GENOMA HUMANO
Principais Conclusões do PGH
As taxas de mutações gênicas são duas vezes
maiores em homens do que em mulheres
PROJETO GENOMA HUMANO
Implicações para as Ciências da Vida
1) Diagnósticas

Doenças Monogênicas


Detecção de afetados e portadores
Doenças Comuns




Cancer
Obesidade
Diabetes
Hipertensão Arterial
Clonagem do gene da FC
RNAm de CFTR
Mutação DF508 do Gene CFTR
Seqüência Selvagem de Parte do Éxon 10 de CFTR
DNA
GA
AAT
ATC
ATC
TTT
GGT
GTT
TCC
Aminoácido
Glu
Asn
Ile
Ile
Phe
Gly
Val
Ser
Códon
504
505
506
507
508
509
510
511
Seqüência de Parte do Éxon 10 de CFTR com a Mutação DF508
DNA
GA
AAT
ATC
AT-
Aminoácido
Glu
Asn
Ile
Ile
Códon
504
505
506
507
--T
508
GGT
GTT
TCC
Gly
Val
Ser
509
510
511
Fonte: GELEHRTER;COLLINS, 1990 (Adaptado).
Fenilalanina no Codon 508 de CFTR
Phe 508
Fonte: F.S. COLLINS, J.R. RIORDAN, and L.C. TSUI; Hospital Practice
Proteína CFTR
Extracelular
Domínios
transmembranicos
Domínios de
ligação de ATP
NH2
PLN
PLN
Intracelular
Domínio
regulador
CO2H
PLN: Prega ligadora de nucleotídio
Fonte: COLLINS; RIORDAN; TSUI, 1990.
DNA
RNA
Proteina
Função celular
A Expressão Gênica
depende do tipo de Célula
Microarranjos de cDNA para estudar a expressão
gênica
PROJETO GENOMA HUMANO
Implicações para as Ciências da Vida
2) Farmacogenéticas

Medicina Personalizada já é uma realidade !!!

Herceptina (trastuzumab, Roche, Basel, Switzerland)

só é efetiva contra um sub-grupo de cancers de Mama com
amplificação do proto-oncogene neu/ErbB

é a primeira droga no mercado que necessita de um teste
genético antes de ser usada!
A Era Pós-Projeto Genoma Humano
Modificação dos
riscos existentes
Determinação
de Riscos
Manejo das
Doenças
Plano de rastreamento
amplo de doenças
Estratégias de
Prevenção
Terapia Gênica

Como é feita?

Isolando o DNA a ser inserido na célula

Empacotando o DNA em vetores

Transferindo o DNA para dentro das
células-alvo

Fazendo o DNA se expressar nas célulasalvo
O Gene a ser transferido
Experiências em humanos são
animadoras!