Universidade Federal de Pelotas Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Biologia Molecular. Prof. Odir Dellagostin

Transcrição

1 Universidade Federal de Pelotas Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Biologia Molecular Prof. Odir Dellagostin

2 Whittaker reinos divididos principalmente pelas características morfológicas e fisiológicas

3 Woese domínios

4 O QUE É UM GENE? Toda seqüência nucleotídica necessária e suficiente para a síntese de um polipeptídeo ou de uma molécula de RNA estável.

5 DNA BACTERIANO

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9 ESTRUTURA DE UM GENE DE PROCARIOTO Promotor Região Codificadora Terminador Promotor Regiões Codificadoras Terminador OPERON

10 ESTRUTURA DE UM GENE DE PROCARIOTO

11 Fita Codificadora: orientação 5 3 Fita Molde: orientação 3 5

12 ESTRUTURA DE UM GENE DE EUCARIOTO DNA Promotor Região Codificadora Sítio de PoliA hnrna Intron RNA mrna AAAAAAAAAA Exon AAAAAAAAAA

13 ESTRUTURA DE UM GENE DE EUCARIOTO

14 GENES CÓPIAS, PARÁLOGOS OU ORTÓLOGOS 30% de identidade ao longo de 60% de sua seqüência

15 O QUE É GENOMA? É o conjunto de genes de um organismo

16 CARACTERÍSTICAS DE GENOMAS DE PROCARIOTOS Ausência de um complemento diplóide de genes (mutações) Uso de quase todo o genoma na codificação e na regulação(superposição) Colinearidadedosgeneseseusprodutosprotéicos Tendência de apresentar genes codificando funções relacionadas agrupados(operons) Existência de unidades genéticas acessórias (plasmídios, bacteriófagos e transposons)

17 Uso de quase todo o genoma na codificação e na regulação

18 USO DE QUASE TODO O GENOMA NA CODIFICAÇÃO E NA REGULAÇÃO Uma cópia de cada gene Várias cópias apenas do rdna (DNA que codifica para o rrna) Sobreposição de genes

19 COLIARIDADE DOS GENES E SEUS PRODUTOS PROTÉICOS

20 ORGANIZAÇÃO DOS GENES EM OPERONS - Número variável de regiões codificadoras - Regiões intercistrônicas variam de 1 a 40 pb - Aproximadamente 20 a 30% dos genes estão em operons Promotor Regiões Codificadoras Terminador OPERON

21 REPLICAÇÃO

22 COORIENTAÇÃO DA REPLICAÇÃO E DA TRANSCRIÇÃO Localização preferencial de genes próximo à oric

23 GENOMAS JÁ SEQUENCIADOS Fontes de informação GenBank TIGR

24 TAMANHO ESTIMADO DO GENOMA DE DIFERENTES ORGANISMOS

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27 Tamanho relativo dos genomas

28 (For comparison, Eukaryotic chromosomes range from 2.9 Mbp (Microsporidia) to well over 4,000 Mbp, although the largest genomes are littered with a tremendous amount of repetitive"junk" DNA.) TAMANHO DOS GENOMAS

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30 Mapa do Genoma de Leptospira

31 GENOMA DE Escherichia coli K12 Tamanho: pb Número de genes: ORF mais longa: pb (2.383 aa) 87% corresponde a genes ou ORFs 11,4% corresponde a regiões intergênicas ou seqüências reguladoras Elementos transponíveis: 10 tipos diferentes de IS

32 GENES X ORFs Gene: seqüência que codifica para uma proteína ou RNA conhecidos ORF = open reading frame (fase de leitura aberta): seqüência de nucleotídeos que potencialmente pode codificar para uma proteína

33 GENOMA DE Methanococcus jannaschi Arqueobactéria isolada de solo da base de um vulcão submarino a m de profundidade. Cresce a 85 graus centígrados em pressão de mais de 200 atmosferas e na ausência de oxigênio. Assim como outras arqueobactérias, apresenta sistema de processamento de informação similar ao de eucariotos

34 ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVEIS

35 ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVEIS Plasmídios Molécula de DNA circular, extracromossomal, autorreplicativa encontrada em bactérias Bacteriófagos Vírus de bactérias Transposons Genes móveis TRANSPOSONS BACTERIOFAGO PLASMÍDIO

36 VETORES PLASMIDIAIS PLASMÍDIOS Molécula de DNA circular, fita dupla, extracromossomal, que ocorre naturalmente em bactérias e algumas leveduras Tamanho: 1 a 1000 kb

37 PLASMÍDIOS - Classificação Número de cópias Repertório de hospedeiros Grupo de incompatibilidade Funções codificadas por plasmídios Toxinas Adesinas Bacteriocinas Resistência a antibióticos

38 Número de cópias PLASMÍDIOS -Plasmídios multicópia; - Plasmídios cópia única (baixo número de cópias) REGULAÇÃO Número de cópias; Segregação da divisão celular

39 PLASMÍDIOS Classificação Repertório de hospedeiros (transmissível, repertório de hospedeiro restrito e repertório de hospedeiro amplo) Grupo de incompatibilidade Fenótipo conferido pelo plasmídio

40 PLASMÍDIOS Funções codificadas por plasmídios Toxinas (Ex. Shigella) Adesinas (Ex. E. coli) Bacteriocinas Bacteriocinogênicos Resistência a antibióticos Plasmídios R

41 PLASMÍDIOS INTEGRATIVO REPLICATIVO

42 Plasmídio F PLASMÍDIOS CONJUGATIVOS Conjugação entre cepa F + e F - Conjugação entre cepa Hfre F - Hfr= HighFrequencyof Recombination

43 PLASMÍDIOS

44 PLASMÍDIOS - CONJUGAÇÃO

45 Vírus que infectam bactérias BACTERIÓFAGO

46 BACTERIÓFAGOS Virulentos (ciclo lítico) infecção, replicação e liberação das partículas virais após lise celular Temperados (ciclo lisogênico) integração do fago ao cromossomo da célula hospedeira (pró-fago)

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48 Ciclo Lítico e Ciclo Lisogênico

49 TRANSDUÇÃO Mecanismo de transferência de genes de uma célula bacteriana para outra mediada por um bacteriófago. Transdução generalizada CICLO LÍTICO Transdução especializada CICLO LISOGÊNICO

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52 TRANSPOSONS São segmentos lineares de DNA capazes de mudar de posição dentro do genoma. Barbara McClintock

53 CARACTERÍSTICA DE UM TRANSPOSONS Possuem seqüências similares em ambas extremidades (repetições terminais, geralmente invertidas); Carregam genes que codificam enzima capaz de transportá-lo; Geram duplicação do sítio de inserção no DNA alvo.

54 TIPOS DE TRANSPOSONS Seqüência de Inserção (IS) Transposon simples que codifica apenas para a transposase Transposon complexo Contém outros genes além dos genes responsáveis pela transposição