INTRODUÇÃO A GENÔMICA NUTRICIONAL

Augusto Schneider Faculdade de Nutrição

Universidade Federal de Pelotas

augustoschneider@gmail.com

CRONOGRAMA

AVALIAÇÕES:  2  Provas  +  1  Seminário  

21/03 – Introdução a genômica nutricional 28/03 - Organização do genoma e variação individual 04/04 - Controle da expressão gênica e síntese de proteínas 11/04 - Os genes nas populações 18/04 – Feriado 25/04 - Bioinformática aplicada a genômica nutricional 02/05 – Ponto facultativo 09/05 - Técnicas em genômica nutricional 16/05 – Aula prática 23/05 – Prova 1 30/05 - Nutrigenética 06/06 - Nutrientes e expressão gênica 13/06 - Nutrição materna e mecanismos epigenéticos 20/06 – Seminários 27/06 – Seminários 04/07 - Seminarios 11/07 – Prova 2 18/07 – Optativa 25/07 – Exame

INFORMAÇÕES

wp.ufpel.edu.br/genomicanutricional

OBJETIVOS DA DISCIPLINA

Introduzir conceitos básicos, termos e técnicas Permitir o entendimento desta ferramenta de estudo Prover o entendimento de como os alimentos podem afetar a expressão de genes Prover conhecimento sobre como a variação genética individual afeta o metabolismo de nutrientes e predispõe a doenças Permitir o entendimento de novos serviços de avaliação genética para aconselhamento nutricional

INTRODUÇÃO

A Genômica Nutricional compreende a Nutrigenômica e a Nutrigenética

CONCEITO

Estudo do efeito de componentes bioativos da dieta na expressão de genes e consequências nas funções bioquímicas/fisiológicas.

Estudo do efeito da variação genética individual na resposta a dieta e a nutrição.

CONCEITO

CONCEITO

Pesquisa/descoberta de novos nutrientes funcionais

Serviço ao Público/Aconselhamento nutricional

ALGUNS FATOS …

Dieta – Doença

Dieta – Gene

Gene – Dieta

Gene – Doença

Gene – Dieta – Doença

DESORDENS CRÔNICAS LIGADAS A NUTRIÇÃO

Multifatoriais e multigênicas

GENÓTIPO E FENÓTIPO

GENÓTIPO FENÓTIPO

AMBIENTE (DIETA)

Código genético - DNA Característica

GENÓTIPO E FENÓTIPO

Características metabólicas Multifatoriais e multigênicas

O DOGMA DA BIOLOGIA MOLECULAR

NUTRIGENÔMICA

   

NUTRIGENÔMICA

NUTRIGENÉTICA

Troca na sequência normal de nucleotídeos Pode levar a uma modificação na função da proteína

SNP (snips) – Single nucleotide polymorphism Quando esta troca aparece em mais 1% da população

NUTRIGENÉTICA

NUTRIGENÉTICA

Não confundir nutrigenômica/nutrigenética com epigenética

O que é epigenética?

O que tem haver com nutrição?

EPIGENÉTICA

Estudo da variação herdável que ocorre sem mudança na

sequência do DNA

EPIGENÉTICA

EPIGENÉTICA

THE REGULATION OF CHROMATIN STRUCTURE

The DNA in eucaryotes is tightly bound to an equal mass of histones, which formrepeated arrays of DNA-protein particles called nucleosomes. The nucleosome is com-posed of an octameric core of histone proteins around which the DNA double helix iswrapped. Nucleosomes are spaced at interuals of about 200 nucleotide pairs, and theyare usually packed together (with the aid of histone Hl molecules) into quasi-regulararrays to form a 30-nm chromatin fiber. Despite the high degree of compaction inchromatin, its structure must be highly dynamic to allow access to the DNA. There issome spontaneous DNA unwrapping and rewrapping in the nucleosome itself; how'euer, the general strategy for reuersibly changing local chromatin structure featuresATP-driuen chromatin remodeling complexes. Cells contain a large set of such com-plexes, which are targeted to speciflc regions of chromatin at appropriate times. Theremodeling complexes collaborate with histone chaperones to allow nucleosome coresto be repositioned, reconstituted with dffirent histones, or completely remoued toexpose the underlying DNA.

THE REGULATION OF CHROM IN STRUCTUREHaving described how DNA is packaged into nucleosomes to create a chromatinfiber, we now turn to the mechanisms that create different chromatin structuresin different regions of a cell's genome. We now know that mechanisms of this typeare used to control many genes in eucaryotes. Most importantly, certain types ofchromatin structure can be inherited; that is, the structure can be directly passeddonm from a cell to its decendents. Because the cell memory that results is basedon an inherited protein structure rather than on a change in DNA sequence, thisis a form of epigenetic inheritance. The prefix epl is Greek for "on"; this is appro-priate, because epigenetics represents a form of inheritance that is superimposedon the genetic inheritance based on DNA (Figure,t-35).

In Chapter 7, we shall introduce the many different ways in which theexpression of genes is regulated. There we discuss epigenetic inheritance indetail and present several distinct mechanisms that can produce it. Here, we areconcerned with only one, that based on chromatin structure. We begin this sec-tion with an introduction to inherited chromatin structures and then describethe basis for them-the covalent modification of histones in nucleosomes. Weshall see that these modifications serve as recognition sites for protein modulesthat bring specific protein complexes to the appropriate regions of chromatin,thereby producing specific effects on gene expression or inducing other biolog-ical functions. Through such mechanisms, chromatin structure plays a centralrole in the development, growth, and maintenance of eucaryotic organisms'including ourselves.

GENETIC INHERITANCEgene X on

I orun seeuerucrI CHANGE

EPIGENETIC INHERITANCEgene Y on

I cHnovnrtru cHANGEV

gene X ofl CIITI!oene Y of f

MULTTPLTCATTON OF SOMATTC CELLS /\

II

219

Figure 4-35 A comparison of geneticinheritance with an epigeneticinheritance based on chromatinstructures. Genetic inheritance is basedon the direct inheritance of DNAnucleotide sequences during DNAreplication. DNA sequence changes arenot only transmitted faithful ly from asomatic cel l to al l of i ts descendents, butalso through germ cel ls from onegeneration to the next.The f ield ofgenetics, reviewed in Chapter 8, is basedon the inheritance of these changesbetween generations. The type ofepigenetic inheritance shown here isbased on other molecules bound to theDNA, and i t is therefore less permanentthan a change in DNA sequence; inpart icular, epigenetic information isusually (but not always) erased duringthe formation of eggs and sPerm.

Only one epigenetic mechanism, thatbased on an inheritance of chromatinstructures, is discussed in this chapter.Other epigenetic mechanisms arepresented in Chapter 7, which focuses onthe control of gene expression (seeFigure 7-86).

gene X off *E* i lgene Y off

:ililiii:li:i.t, tiiilillii*:it:]it::]iltl::.lul iilisi:i:liitl

gene X off

PRODUCTION OF GERM CELLS

EPIGENÉTICA

Restrição alimentar durante a gestação

Filhos nascem pequenos e com maior propensão na vida adulta a: • Obesidade • Diabetes • Disfunção renal

Funciona como um mecanismo de adaptação ao que pode ocorrer na vida adulta

Programação fetal

EPIGENÉTICA

http://learn.genetics.utah.edu/

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