SEQUENCIAMENTO DE DNA

O que é Genoma ?

• Genoma é a totalidade da informação

hereditária de um organismo.

• Pode estar codificado em DNA, ou para

muitos vírus, em RNA.

• O genoma inclui tanto os genes quanto

as sequências não-codificantes de DNA

(TODO O DNA).

• Cromossomos + DNA mitocondrial

FREDERICK SANGER (1918 – 2013)

• “Cada proteína tem uma sequência de aminoácidos única e específica”

• 1953 - sequência de aminoácidos da insulina (Prêmio Nobel de Química, 1958)

• 1977 – Método Sanger sequenciamento de DNA (Premio Nobel de Química, 1980)

• 1978 – Genentech produz insulina humana recombinante (BIOTECNOLOGIA)

REAÇÃO EM CADEIA DA

POLIMERASE (PCR) - Kary Mullis

• Kary Mullis (1944-)

• 1983 – PCR (Prêmio Nobel 1993)

PCR

POR QUE SEQUENCIAR O DNA?

• GENOMA = CÓDIGO DA VIDA

• O que diferencia as formas de vida é a sequência, organização e expressão do

material genético

• Biologia – estudos evolutivos e filogenéticos; metagenômica, clonagem gênica

• Medicina – identificação, diagnóstico e tratamento para doenças genéticas;

reprodução

• Biotecnologia – saúde (vacinas, produção de anticorpos, terapia com células tronco;

agricultura (melhoramento genético de plantas); meio ambiente (biorremediação,

biocombustíveis)

• Testes de paternidade e medicina forense.

PROJETO GENOMA

• Human Genome Program (HGP) 1990 – 2003

• Dados públicos – informação aberta a todas as nações

em 24 horas

• HGP x Celera

• 3 bilhões de pares de base

• 2,3 bilhões de dólares

• GenBank - NCBI

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank

PROJETO GENOMA – E AGORA?

• DNA – genótipo

• RNA e proteínas – expressão gênica

• Genoma – 2% regiões codificantes (genes) + DNA

não codificante

• DNA não codificante – 27% introns e UTRs (partes

não traduzíveis do mRNA); 25% regiões associadas

a elementos regulatórios; 46% são sequências

repetitivas.

PROJETO GENOMA

• Genoma Humano

• 3 bilhões de pares de base

• 20-25 mil genes

• 400 mil proteínas

SIMILARIDADES GENÉTICAS

• Genoma Humano

• Similaridade genética com CHIMPANZÉ 96%

• Similaridade genética com GATO 90%

• Similaridade genética com RATO 85%

• Similaridade genética com VACA 80%

PROJETO GENOMA – E AGORA?

• Genes e Mutações associados a

doenças

• Diagnósticos

• Terapia genética

• Edição do genoma de embriões humanos

• Controle da Expressão Gênica

• Terapia genética

TESTE PATERNIDADE

• Seres humanos - 99,9% de similaridade.

• Marcadores genéticos - 0,01% de DNA,

responsáveis pelas diferenças.

• Irmãos gêmeos idênticos – padrão de marcadores

genéticos idênticos

• Pai, mãe, filhos, irmãos – semelhanças no padrão

de marcadores genéticos

TESTE PATERNIDADE

• De acordo com os marcadores

genéticos, o suposto pai é o

pai biológico da criança?

TESTE PATERNIDADE

ANÁLISE FORENSE

• Os marcadores genéticos

comprovam culpa do

suspeito?

FILOGENIA GENÉTICA

• Bactérias - 16S rRNA gene

• Sequência de bases obtida x GenBank

• Hug LA, Baker BJ, Anantharaman K, Brown CT, Probst AJ, Castelle CJ, Butterfield CN, Hernsdorf AW, Amano Y, Ise K, Suzuki Y, Dudek N,

Relman DA, Finstad KM, Amundson R, Thomas BC, Banfield JF. 2016. A new view of the tree of life. Nat Microbiol 1:16048.

10.1038/nmicrobiol.2016.48.