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ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL do ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL do GENOMAGENOMA
1-Introdução
2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples
3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo
4-DNA móvel: transposons de DNA
5-DNA móvel: retrotransposons LTR
6-Organização cromossômica dos genes
7-Efeito do DNA móvel na evolução
Edmar Vaz de Andrade
www.ufam.edu.br/~edandrade
Organização Local da Cromatina com Formação de alçasOrganização Local da Cromatina com Formação de alças
3-Elementos cromossômicos
Adaptado de: (1) Misteli,T. (2007) Beyond the Sequence: Cellular Organization of Genome Function. Cell 128, 787–800.
(2) Schneider, R. and Grosschedl, R. (2007) Dynamics and interplay of nuclear architecture, genome organization, and gene expression. Genes Dev. 21: 3027-3043
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Cromossomo metafásico eucariótico
Cada cromátide irmã (idênticas entre si) é formada por uma molécula de DNA
3-Elementos cromossômicos
Uma única molécula de DNA dupla-fita
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Tamanho e a seqüência estrutural Tamanho e a seqüência estrutural da molécula de DNAda molécula de DNA
Uma célula de levedura possui 4x mais DNA que uma célula de E. coli
Células de Drosophila possuem 25x mais DNA do que as células
de E. coli
Células humanas e de muitos outros mamíferos possuem cerca de 600x
mais DNA do que a E. coli.
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Comparação da organização genômica entre leveduras, mosca das frutas e homem
Introns: em verde Éxons: em azul
Região intergênica: linha preta
1-Introdução
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Em humanos
Éxons: 50 a 200 pares de bases (pb)
Introns: 90 a 3.300 pares de bases
Região codificadora: aproximadamente 1,5% do genoma total (em geral seqüências únicas)
Região não-codificadora: íntrons e região intergênica (rica em seqüências repetitivas)
1-Introdução
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2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples
DNA satélite
Repetições consecutivas (14-500 pb) em uma região de 20-100 kb
Microssatélites
repetições com 1 a 13 pb em repetições consecutivas em uma região de até 150 pb
Em geral distribuídas no centrômero e telômeros
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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
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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
Classes:
Transposons de DNA
Retrotransposons
Simbiontes Moleculares: DNA egoísta (Francis Crick) 9
Mecanismo geral de
transposição das duas
principais de classes
elementos móveis
3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo
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Estrutura geral de uma Seqüência de Inserção (IS) em bactérias
Enzimas necessária para transposição
4-DNA móvel: transposons de DNA
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Transposição de IS em bactérias
4-DNA móvel: transposons de DNA
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Estrutura geral de um retrotransposon LTR (Repetição Terminal Longa) eucariótico
Transcriptase reversa, integrase e outras proteínas retrovirais
5-DNA móvel: retrotransposons LTR
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- 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.
6-Organização cromossômica dos genes
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- Genes duplicados
- Possuem seqüências semelhantes, mas não idênticas, normalmente com 5 a 50 kb de distância entre si.
- Genes que codificam para beta-globina em humanos
6-Organização cromossômica dos genes
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• - 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
6-Organização cromossômica dos genes
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Duplicação de genes por recombinação desigual
Recombinação meiótica em célula germinativa
L1: seqüência não codificadora repetitiva
7-Efeito do DNA móvel na evolução
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Agrupamento de genes de beta globina em humanos
Genes Duplicados
Gγ e Aγ: isoformas fetais – maior afinidade por O2
7-Efeito do DNA móvel na evolução
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Embaralhamento de éxons pela recombinação entre repetições intercaladas homólogas
Alu: retrotransposon eucariótico
7-Efeito do DNA móvel na evolução
Simbiontes Moleculares: DNA egoísta (Francis Crick)???
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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.
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