Número de genes versus número de proteínas em eucariotos

Transcrição

1 Número de genes versus número de proteínas em eucariotos Bioquímica II SQM0416 Júlia Assirati Tomie Kuriyama Victória Montenegro de Campos

2 Resumo Introdução Características do genoma humano Como foram identificados os genes Número de genes codificantes não é proporcional a complexidade biológica O número de genes em eucariotos varia muito O número de genes entre eucariotos pode ser muito próximo Número pequeno de genes Muitas características e funções, além dos defeitos envolvidos! Número de genes ainda desconhecido Categoria funcional dos genes no genoma humano

3 Introdução Gene: segmento de DNA que codifica uma cadeia polipeptídica e inclui regiões que antecedem e que seguem a região codificadora. Bem como sequências que não são traduzidas(íntrons) intercaladas com sequências codificadoras (éxons) de proteínas Genoma: conjunto de todo material genético localizado no núcleo das células de um ser vivo.

4 Introdução Década de 40: análise molecular do material genético trouxe várias descobertas 1990: células humanas produziriam cerca de 100 mil proteínas Projeto do Genoma Humano; 2003: sequenciamento completo do genoma humano; 2005: sequenciamento de todos os cromossomos humanos. 2008: A mais recente estimativa situa-se nos genes humanos Atualmente: Ainda não se sabe a quantidade total de genes codificadores de proteínas

5 Características do genoma humano 3,2 bilhões de nucleotídeos, mas apenas 5% são transcritos em RNA e menos de 2% correspondem a genes codificadores de proteínas Genes ativos são separados por grandes segmentos de DNA não codificador A sequência genômica tem aproximadamente 99,9% de semelhança em humanos de todas as etnias Os genes não estão distribuídos uniformemente entre os 23 cromossomos humanos

6 Características do genoma humano O cromossomo 1 é o que contém o maior número de genes e o Y o menor; Os genes de histonas não contêm íntrons, mas existem genes que contêm mais de 300 íntrons, como o gene TTN da proteína muscular titina; O gene médio do genoma humano tem aproximadamente pb, com cerca de 9 éxons. Esses pb estão assim distribuídos: cada éxon interno pb; cada íntron 3365; região codificadora 1340; região 5 não traduzida -300; região 3 não traduzida -770

7 Como foram identificados os genes de eucariotos Eletroforese Capilar e Bioinformática; Alinhamento ou hibridização com um cdna; Comparação da sequência genômica humana à de camundongos, por exemplo; Possuem genes em comum (éxons), mas regiões não funcionais diferentes (regiões intergênicas e de íntrons); Metade das proteínas codificadas por comparação.

8 Número de genes codificantes não é proporcional a complexidade biológica,

9 O número de genes em eucariotos varia muito

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11 O número de genes em eucariotos varia muito Processamento alternativo de um pré-mrna múltiplos mrna funcionais a um gene específico; Aumento devido ao afastamento de éxons (íntrons são maiores em organismos complexos): evolução

12 O número de genes em eucariotos varia muito Éxons serem separados por íntrons: facilita a evolução de proteínas; Maior probabilidade de um evento; Tendências de organismos mais complexos conterem mais domínios de grupos de proteínas;

13 O número de genes entre eucariotos também pode ser muito próximo Como são tão diferentes e possuem números de genes semelhantes Alterações gênicas ocorrem em sequências não sujeitas à purificação (regiões intergênicas, porções de íntrons que não possuem splicing e genes inativados); Pequenas mutações e grandes divergências entre humanos e camundongos; Estrutura geral bem diferente;

14 Poucos genes e muitas proteínas Tamanho do proteoma proporcional à complexidade do organismo; Somente éxons fazem síntese protéica; Seção codificante dos íntrons retiradas pelo mrna: DNA não expresso Splicing alternativo : um único gene é responsável pela síntese de proteínas diferentes; Módulos de éxons e íntrons combinados em variedades de formas: tradução de vários transcritos a partir de um mesmo gene.

15 Número pequeno de genes Muitas características e funções, além dos defeitos envolvidos! Poucos genes, mas muitas proteínas resultantes. Como Complexidade de cada gene diferente; O número de codificações variável; Genes podem codificar 2 ou 3 RNAm Grande número de proteínas; Mais de 50% genes produzem mais de uma proteína: encadeamentos alternativos; Transcritos fusionados geram a diversidade de proteínas com número pequeno de genes;

16 A maior parte do genoma humano é composta de DNA repetido

17 Número de genes ainda desconhecido O DNA lixo (DNA não expresso): 97% ou 98% do genoma que não codifica a proteína; É fundamental na regulação gênica; RNAs: papel regulatório micrornas: funções críticas na regulações (não são intermediários da síntese proteica) Dúvida: o DNA que codifica microrna merece ser chamado de gene

18 Categoria funcional dos genes no genoma humano Clonagem de DNA recombinante, comparações de genes conhecidos e sequências proteicas Grande número de proteínas previstas (41% tem função desconhecida)

19 Conclusão Um gene se relaciona com mais de uma proteína; Grande variabilidade genética; Ainda faltam muitas informações para determinarem número exato de genes, número de proteínas codificadas e suas funções. Só sei que nada sei, e o fato de saber isso me coloca em vantagem sobre aqueles que acham que sabem alguma coisa. - Sócrates

20 Referências Bibliográficas GRAHAM, Gordon. Genes-Uma investigação filosófica. Edicoes Loyola, BORGES-OSÓRIO, Maria R.; ROBINSON, Wanyce M. Genética Humana 3ed. Artmed, BRADLEY, G. Genética Médica: Uma abordagem Integrada. AMGH Editora Ltda., (acessado em: 02/11/2015). HENDERSON, Mark. 50 idéias de Genética que precisa mesmo de saber. Leya, 2011.

21 Obrigada pela atenção!