Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga ... · Biologia Genômica 2º...

Biologia Genômica

2º Semestre, 2017

Recombinação Homóloga e Sítio-Específica

Prof. Marcos Túlio

mtoliveria@fcav.unesp.br

Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal

Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas de S.J.R.P.

Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”

Aula Passada - Reparo de DNA

Recombinação

Recombinação para Reparo

Double-Strand

DNA Breaks

NHEJ

Recombinação

Homóloga

Recombinação

Homóloga

Recombinação

Homóloga

Recombinação Homóloga - Reparo

Sistema RecBCD de E. coli

Sistema RecBCD de E. coli

Invasão de ssDNA - RecA de E. coli

Invasão de ssDNA - RecA de E. coli

Yu et al., 2001. PNAS 98:8419–24

Invasão de ssDNA - RecA de E. coli

Invasão de ssDNA

- RecA de E. coli

Migração de ssDNA - RuvAB de E. coli

Migração de ssDNA - RuvAB de E. coli

https://www.sheffield.ac.uk/mbb/ruva/ruva-040

Resolução - RuvC de E. coli

Recombinação

Meiótica

Recombinação

Meiótica

Troca de Sexo? Só levedura mesmo...

Troca de Sexo? Só levedura mesmo...

Recombinação Homóloga - Resumo

Rad54, Rad5, BLM, WRN,

RECQ1, RECQ5, FANCM, etc. RecG

Embaralhando o Genoma...

Recombinação Sítio-Específica

Recombinação Sítio-

Específica

Serina e Tirosina Recombinases

Integrase do Bacteriófago Lambda

Hin

Recombinase

de Salmonella

XerCD Recombinase de E. coli

XerCD Recombinase de E. coli

XerCD Recombinase de E. coli

Transposição

Transposição

Cut and Paste

Retrotransposons/

Retrovirus

Retrotransposons/Retrovirus

Recombinação/

Reparo e Evolução

de Genomas

Mecanismos de duplicação gênica

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/

Mecanismos de duplicação gênica

8.8 Morphological Complexity Evolves by Adding New Gene Functions

FIGURE 17: Common eukaryotic proteins are

concerned with essential cellular functions

FIGURE 18: Increasing complexity in eukaryotes is accompanied by

accumulation of new proteins for transmembrane and extracellular functions

Famílias de Genes/Proteínas

8.10 Globin Clusters Arise by Duplication

and Divergence

FIGURE 20: Each of the alpha-like and beta-like globin gene families is organized

into a single cluster that includes functional genes and pseudogenes (psi)

8.10 Globin Clusters Arise by Duplication and Divergence

FIGURE 21: Different

hemoglobin genes are

expressed during

embryonic, fetal, and

adult periods of

human development

8.10 Globin Clusters Arise by Duplication

and Divergence

8.10 Globin Clusters Arise by Duplication and Divergence

FIGURE 22: Seven mouse genes include two early embryonic genes, one

late embryonic gene, two adult genes, and two pseudogenes

8.11 Pseudogenes Are Nonfunctional

Gene Copies

• Some pseudogenes may gain functions different from

those of their parent genes, such as regulation of gene

expression, and take on different names.

FIGURE 23: Many

changes have

occurred in a beta-

globin gene since it

became a

pseudogene

FIGURE 24: Most human RP pseudogenes are of recent origin; many are

shared with the chimpanzee but absent from rodents

Adapted from S. Balasubramanian, et al., Genome Biol. 20 (2009): R2.

Genes Homeobox

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/

Exon/Domain Shuffling

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/

Exon Shuffling

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/

Exon/Domain Shuffling

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/

Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2

1112/

Duplicação de genomas inteiros

Genoma de Plantas = Bagunça!

http://chibba.agtec.uga.edu/duplication/

FIGURE 13: DNA content of the haploid genome increases with morphological

complexity of lower eukaryotes, but varies among higher eukaryotes

Genoma de Plantas = Bagunça!

Hipótese 2R de duplicação do genoma de

vertebrados

Da mitocôndria para o núcleo: NUMTs

Bhazkani-Covo et al., 2010. Molecular

Poltergeists: Mitochondrial DNA

Copies (numts) in Sequenced Nuclear

Genomes. PLoS Genetics, e:1000834.

Do cloroplasto para

o núcleo, eu até

entendo, mas do

cloroplasto de uma

alga para o núcleo

de um animal…

Rumpho et al., 2011. J Exp Biol, 214:

3003-11.

Evolução de Blocos de Genes:

Inversões Cromossômicas

Evolução de Blocos de

Genes:

Inversões Cromossômicas

Evolução de Blocos de Genes:

Inversões Cromossômicas

Ananina et al., 2004. GMB, 27:61-69.