Natureza do geneIntrodução a organização do genoma

Leituras Obrigatórias:

Griffiths AJF et al. (2000) Bases Cromossômicas da Herança: Topografia do conjunto cromossômico. In: Introdução à Genética. 7ª Edição. Guanabara Koogan. pp. 77-94.

Cooper GM (2001) A Organização dos Genomas Celulares. In: A Célula: Uma abordagem molecular. 2ª Edição. ARTmed editora. pp. 160-199.

Karp G (2005) A Natureza do Gene e do Genoma: 10.4 – A estrutura do genoma. 3ª Edição. Editora Manole. pp.411-426.

Amplitude da variabilidade do conteúdo de DNA em plantase sua

comparação com outras espécies

Departamento de Genética ESALQ-USP 009

LGN0341 – Citogenética Aula – 5 Mondin M e Aguiar-Perecin MLR

“Uma das primeiras e mais proeminentes observações nas propriedades moleculares do material genético de plantas superiores foi a tremenda variação no tamanho do genoma”:

Arabidopsis thaliana - 110 MpbFritillaria assyriaca - 110000 Mpb

Bennetzen and Kellog, 1997 - The Plant Cell, 9: 1509-1514

Departamento de Genética ESALQ-USP 010

LGN0341 – Citogenética Aula – 5 Mondin M e Aguiar-Perecin MLR

Número de genes em plantas superiores:

“Homólogos de 98% das proteínas conhecidas em milho, trigo e centeio são encontradas em arroz.”Goff et al., 2002 - Science, 296: 92-100

“O genoma contém 25498 genes que codificam para proteínas de 11000 famílias, similar a diversidade funcional de Drosophila e Ceanorhabdipis elegans.”

The Arabidopsis Genome Initiative, 2000 - Nature, 408: 796-815

Oryza sativa - 32 a 50 mil genes - 420 Mpb

Arabidopsis thaliana - 25498 genes - 110 Mbp

Número de Tamanho do cromossomos genoma (1C)

Arroz 2n = 24 415 Mb

Sorgo 2n = 20 750 Mb

Milho 2n = 20 2500 Mb

Teosinte 2n = 20 3000 Mb

Tripsacum dactyloides 2n = 36 3400 Mb

Organização do genoma de plantas

Seqüências repetidas

em tandem

SeqüênciasDispersas

CópiasDegeneradas

TransposonsCentrômerosTelômeros

MicrosatéliteMinisatélite

DNA satélite RetrotransposonsOutras

Incluindo transgenese pseudogenes

Famílias de multigenesrRNA 18S-5,8S-25S e rRNA 5S

Zeína

Genes de cópia única ou de baixo número de cópias

(incluindo sequências regulatórias e introns)

Promotores Intron 1 Intron 2

Início daTranscrição

Início daTradução

Parada deTradução

Transcrição

Splicing

Transcrito primário

Transcrito maduro

Início daTradução

Tradução

Parada deTradução

Proteína

Cauda Poli A (adenilada)

Sítiodoador

Sítioaceptor

Quepe 5’(5’ CAP)

Enhancers

Estrutura do Gene dos Eucariotos

Promotores: Seqüência próxima à região codante do gene onde

fatores protéicos e a RNA polimerase se ligam para dar

início a transcrição.

TATA box: Seqüência conservada, encontrada no promotor a cerca de

25 a 30 pb abaixo do sítio de iniciação da transcrição, e

onde se ligam complexos protéicos

Enhancer: É uma seqüência de DNA próxima a região promotora que é

capaz de aumentar a capacidade deste.

Início da Tradução: é o local onde o ribossomo se liga para iniciar a

formação da cadeia polipetídica (proteína). Ela é

dada pela combinação de nucleotídeos AUG, ou

seja, toda vez que o ribossomo encontrar o AUG

(codificação para o amino ácido Metionina) inicia-

se a adição de amino ácidos. Por isso as cadeias

polipeptídicas sempre se iniciam com uma

metionina.

Início da Transcrição: É determinado por duas seqüências curtas

localizadas aproximadamente nos nucleotídeos

-35 (aproximadamente 20 pares de base do

TATA box) e -10 a partir do AUG de início da

Tradução, e é onde a polimerase se liga uma

vez que estas seqüências são consenso com

algumas encontradas nos promotores,

aproximadamente com o mesmo espaçamento.

Parada da Tradução: O sinal de terminação é dado pelos códons UAG,

UAA e UGA. Quando o ribossomo atinge um códon

de terminação a cadeia polipeptídica é completada

e terminada. Vale salientar que os códons estão no

RNAm e portanto correspondem a seqüências ATC,

ATT e ACT no DNA molde.

Segmento de um gene que é transcrito em RNA mensageiro

primário e é mantido na molécula funcional. Muitos genes

eucarióticos são compostos por um mosaico de éxons e íntrons.

Os íntrons são removidos por um processo conhecido por

Splicing.

Íntrons:

Exón:

Seqüência não codificadora dentro de um gene que é transcrita

e depois removida. As regiões que flaqueiam os íntrons (ou

éxons) são então ligadas, formando o RNAm maduro. Alguns

genes eucarióticos contém vários íntrons.

Junção de splicing: Seqüência de DNA que cerca o limite entre um

éxon e um íntron. Há um grau de conservação

nestas regiões, permitindo a identificação de íntrons

em genes seqüenciados.

Splicing: Processo que ocorre durante a maturação do RNAm

eucariótico, pelo qual ocorrem a remoção de íntrons e a

união dos éxons. É o mesmo que processamento do RNAm.

TCAAAAGGTAGGCAAAATAAGGTGAGCCAGCTCAGGTACAGACCTGCCAGTAAGTTACAAATGGTAAGGTGACTGAGGTATATGTGAGAGGTATGGC

GCTCTAGACAACTATTACAGGTTGTTTATTCAGTGTGGCTTTACAGGAATACCTTAAAGGAATTAGCTCAAGCAAGAACTTGCAGCTTGAG

Íntron AÍntron BÍntron CÍntron DÍntron EÍntron FÍntron G

Éxon 1Éxon 2Éxon 3Éxon 4Éxon 5Éxon 6Éxon 7

Éxon 1Éxon 2Éxon 3Éxon 4Éxon 5Éxon 6

Transcrição5’ 3’

agGTaag cAGgSeqüências permitidas:

Sítio doador Sítio aceptor

Comparação entre seqüências nos limites éxon-íntron do gene da albumina do ovo

Quepe 5’ (Cap 5’): Estrutura de 7-metilguanosina adicionada a muitos

RNAm eucarióticos após a transcrição; auxilia na

iniciação da síntese protéica, podendo servir

também de proteção.

Cauda Poli-A: A cauda poli-A parece ter várias funções: (1) auxilia na

exportação do RNAm maduro para fora do núcleo; (2)

acredita-se que ela afeta a estabilidade de pelo menos

alguns RNAm no citoplasma; (3) parece servir como um

sinal de reconhecimento para o ribossomo, que é

necessário para a tradução eficiente do RNAm. A cauda

poli-A em combinação com o quepe 5’ permitiria ao

ribossomo determinar se um RNAm está intacto, antes de

dispender energia e precursores para iniciar sua tradução.

Estrutura do Gene dos Procariotos