Organização do Genoma

Transcrição

1 Organização do Genoma Bibliografia: The Cell A Molecular Approach (Fourth Edition) Geoffrey M. Cooper & Robert E. Hausman. ASM Press & Sinauer Associates, Inc (Disponível para ser requisitado na Biblioteca do Dep. Zoologia) Ana Luísa Carvalho

2 Alguns genomas foram já completamente sequenciados Espécie Escherichia coli Mycobacterium tuberculosis Saccharomyces cerevisiae Arabidopsis thaliana Drosophila malanogaster Homo sapiens Tamanho do genoma (1000s de pares de nucleótidos por genoma haplóide) ~ ~ ~ Número de genes ~6300 ~26000 ~14000 ~30000

3 Comparação entre genomas de diferentes espécies: Sequências de nucleótidos com função (por exemplo genes que codificam proteínas) são conservadas, enquanto que porções do DNA que não têm função sofrem mutações Comparação entre genomas permite identificar zonas conservadas, presumivelmente funcionais Homem e rato: divergiram há de anos, a partir de um ancestral mamífero comum; divergiram há tempo suficiente para ter havido mutações, as regiões conservadas são aquelas nas quais mutações resultaram em perda de função e eventual eliminação dos indíviduos onde ocorreram (selecção natural) Principais zonas conservadas: Genes que codificam proteínas Locais de ligação de proteínas reguladoras da expressão genética Sequências que resultam na produção de RNA que não é traduzido

4 FOXP2: forkhead box P2; The gene was first found to be mutated in a family with language dysfunction.

5 FOXP2 and FOXP2chimp differentially regulate genes in SH-SY5Y cells

6 This study reveals enrichment of differential FOXP2 targets with known involvement in cerebellar motor function, craniofacial formation, and cartilage and connective tissue formation, suggesting an important role for human FOXP2 in establishing both the neural circuitry and physical structures needed for spoken language.

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11 Classificação do DNA eucariota Genes que codificam proteína ou RNA Genes isolados Famílias de genes e pseudogenes Genes repetidos muitas vezes, que codificam rrna, trna e histonas DNA não codificante (>95% no genoma humano) DNA repetitivo Espaçadores de DNA não classificados

12 Genes que codificam proteína Genes isolados (25 50% dos genes) Famílias de genes e pseudogenes Uma família de genes: os genes da β-globina Ψβ2 ε Gγ Aγ Ψβ1 δ β Locus da β-globina Cromossoma 11 Embrinónica Pseudogene Fetal Adulto Pseudogene

13 Genes repetidos muitas vezes, que codificam rrna, trna e histonas O mesmo gene, repetido muitas vezes Função: Garantir que o gene é eficientemente transcrito Exemplo: Fase embrionária, células duplicam em ~24h, e têm entre 5-10 milhões de ribossomas Para produzir rrna suficiente para este número de ribossomas são necessárias pelo menos 100 cópias dos genes para rrna por célula

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15 DNA repetitivo Repetições seguidas de milhares de cópias de uma sequência curta (5 200 nucleótidos) - DNA satélite ~3% do genoma da maioria dos eucariotas Satélites de DNA não são transcritos Alguns satélites de DNA têm um papel na estrutura dos cromossomas (centrómeros, telómeros) Sequência repetida é muito conservada entre indivíduos; número de repetições varia entre indivíduos ( DNA fingerprinting )

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17 DNA repetitivo Repetições espalhadas de centenas de cópias de uma sequência Sequência curta (~300 nucleótidos) SINEs ( small interspersed elements ); por exemplo, sequências Alu Sequência longa (~6-7 k-b) LINEs ( long interspersed elements ) SINEs e LINEs são transcritos, e alguns dos LINEs codificam proteína, mas de função fisiológica desconhecida

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19 DNA dos organitos celulares DNA mitocondrial DNA dos cloroplastos (mitocôndrias e cloroplastos contêm também ribossomas e trna)

20 DNA mitocondrial O conteúdo celular em DNA mitocondrial depende do número de mitocôndrias Nos mamíferos, o DNA mitocondrial é herdado quase exclusivamente da mãe (99.99% no homem; a célula sexual masculina contribui pouco para o citoplasma do zigoto) Grandes semelhanças com o DNA da bactéria Rickettsia prowazekii

21 DNA mitocondrial humano DNA circular, de pb Codifica 2 tipos de rrna 22 tipos de trna (usados para traduzir os mrnas mitocondriais) tem 13 sequências que começam com um codão ATG e que podem codificar peptídeos com mais de 50 aas (subunidades dos complexos multimérios da cadeia respiratória) A maioria das proteínas mitocondriais são sintetizadas nos ribossomas citoplasmáticos e exportadas para a mitocôndria

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