ORGANIZAÇÃO do GENOMA - 2ORGANIZAÇÃO do GENOMA - 2

1-Introdução2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo4-DNA codificador5-DNA de Organelas

Edmar Vaz de Andradehome.ufam.edu.br/~edandrade

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)

1-Introdução

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

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

γ

• Expansões de microssatélites causam, pelo menos, 14 tipos diferentes de doenças neuromusculares, dependendo do gene no qual ocorrem.

• Exemplos:• Distrofia miotônica e a ataxia

espinocerebelar.

2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples

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)

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).

3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo

- Genes solitáriosCerca 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.

4-DNA codificador

DNA móvel como “egoísta”

Fetal

• - 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

4-DNA codificador

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 (em organismos multicelulares: herança materna).

• 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.

5-DNA de Organelas

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.

Discuta sobre a importância do DNA móvel no repertório gênico de organismos eucarióticos.