h>p:// Genômica Evolu/va Prof. Yuri Leite Evolução UFES

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2 h>p:// Genômica Evolu/va Prof. Yuri Leite Evolução UFES

3 Genômica Genômica: estudo de genomas completos (cromossomos, organelas, plasmídeos) Seqüências de DNA Sub- áreas: Genômica funcional: expressão gênica Proteômica Mapeamento gené/co Genômica compara/va Farmacogenômica Bioinformá/ca: genômica computaciaonal

4 Genomas completos: 28 abr 2010 h>p://

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7 Genomas completos Vertebrados: 1/ano, microorganismos (~2Mb): 1/semana

8 Exemplos: Homo sapiens Mus musculus Drosophila melanogaster Caenorhabdi7s elegans Arabidopsis thaliana Oryza sa7va Plasmodium falciparum Trypanosoma cruzi Entamoeba histoly7ca Saccharomyces cerevisiae Candida glabrata Genomas completos

9 13 Julho 2000 Xylella fas7diosa

10 Rascunhos x finalizados P. S. G. Chain et al., Science 326, (2009) Published by AAAS

11 Sequenciamento de DNA Fred Sanger: terminação dideoxi 1977: BacteriIófago Phi- X genes, 5386 pb Replicação: Clonagem ou PCR Kary Mullis (1983) Mapeamento de genes

12 Genoma Humano Shotgun sequencing: Fragmentação (2-200kb) Clonagem em vetores (BACs) Seqüenciamento aleatório via shotgun Montagem de con/gs

13 Genoma Humano Shotgun sequencing: Fragmentação (2-200kb) Clonagem em vetores (BACs) Seqüenciamento aleatório via shotgun Montagem de con/gs Genoma humano: 20,500 genes Entre 1.1% to 1.4% do genoma codifica proteínas O genoma humano tem mais duplicações do que o de outros mamíferos

14 Genoma Humano Shotgun sequencing: Fragmentação (2-200kb) Clonagem em vetores (BACs) Seqüenciamento aleatório via shotgun Montagem de con/gs Genoma humano: 20,500 genes Entre 1.1% to 1.4% do genoma codifica proteínas O genoma humano tem mais duplicações do que o de outros mamíferos

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20 Estrutura do genoma Dogma central abalado: DNA - > RNA - > proteína DNA lixo : íntrons e DNA inter- gênico Regulação gênica, organização da croma/na, a/vidade centrômero DNA egoísta : Elementos móveis/transposons Micro- RNAs (mirna): nuceloteos RNA silenciador (sirna) Introns- cedo: Similaridade de introns de Eucariota (muitos) e Archaea e Bacteria (poucos) Introns- tarde: (mais aceita hoje) Ausentes em vários eucariotos basais Ganho de introns em genes transferidos de organelas para núcleo Eucariotos: muito mais DNA não- codificante Genoma humano: 1% codificante >10% não codificante conservado: função? Micro RNAs (22 pb): regulação gênica Splicing alterna/vo

21 Estrutura do genoma Dogma central abalado: DNA - > RNA - > proteína DNA lixo : íntrons e DNA inter- gênico Regulação gênica, organização da croma/na, a/vidade centrômero DNA egoísta : Elementos móveis/transposons Micro- RNAs (mirna): nuceloteos RNA silenciador (sirna) Introns- cedo: Similaridade de introns de Eucariota (muitos) e Archaea e Bacteria (poucos) Introns- tarde: (mais aceita hoje) Ausentes em vários eucariotos basais Ganho de introns em genes transferidos de organelas para núcleo Eucariotos: muito mais DNA não- codificante Genoma humano: 1% codificante >10% não codificante conservado: função? Micro RNAs (22 pb): regulação gênica Splicing alterna/vo

22 Estrutura do genoma Dogma central abalado: DNA - > RNA - > proteína DNA lixo : íntrons e DNA inter- gênico Regulação gênica, organização da croma/na, a/vidade centrômero DNA egoísta : Elementos móveis/transposons Micro- RNAs (mirna): nuceloteos RNA silenciador (sirna) Introns- cedo: Similaridade de introns de Eucariota (muitos) e Archaea e Bacteria (poucos) Introns- tarde: (mais aceita hoje) Ausentes em vários eucariotos basais Ganho de introns em genes transferidos de organelas para núcleo Eucariotos: muito mais DNA não- codificante Genoma humano: 1% codificante >10% não codificante conservado: função? Micro RNAs (22 pb): regulação gênica Splicing alterna/vo

23 Estrutura do genoma Dogma central abalado: DNA - > RNA - > proteína DNA lixo : íntrons e DNA inter- gênico Regulação gênica, organização da croma/na, a/vidade centrômero DNA egoísta : Elementos móveis/transposons Micro- RNAs (mirna): nuceloteos RNA silenciador (sirna) Introns- cedo: Similaridade de introns de Eucariota (muitos) e Archaea e Bacteria (poucos) Introns- tarde: (mais aceita hoje) Ausentes em vários eucariotos basais Ganho de introns em genes transferidos de organelas para núcleo Eucariotos: muito mais DNA não- codificante Genoma humano: 1% codificante >10% não codificante conservado: função? Micro RNAs (22 pb): regulação gênica Splicing alterna/vo

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25 Paradoxo do valor- C Discrepância entre tamanho do genoma e complexidade dos eucariotos Parte codificante do genoma aumenta com a complexidade Parte não- codificante (transposons, sequências repe//vas) depende de outros fatores h>p:// textbook.org

26 Origem de novos genes Transferência lateral (ou horizontal) de genes (LGT) genes humanos origem bacteriana Exon shuffling Duplicação gênica Ortólogos x parálogos h>p:// textbook.org

27 Ortologia x paralogia h>p:// textbook.org