Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas

Transcrição

1 Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas LGN SEMINÁRIOS EM GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS RNA DE INTERFERÊNCIA E microrna EM PLANTAS Aluno: Pedro Henrique Braga Pierozzi Orientador: Prof. Dr. José Baldin Pinheiro Departamento de Genética Avenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: Piracicaba - São Paulo - Brasil Telefone: (0xx19) / 4125 / Fax: (0xx19)

2 Sumário Tipos e papéis da molécula de RNA RNAi - Biogênese - Mecanismo microrna - Biogênese - Mecanismo Comparação: RNAi x microrna Particularidades do RNAi e microrna de plantas Funções, aplicações e perspectivas

3 Tipos de RNA RNA mensageiro RNA transportador RNA ribossômico Proteínas Sub-unidades unidades Ribossomo Eucariótico (vertebrado) Procariótico

4 Tipos de RNA Pequeno RNA nuclear (snrna) Pequeno RNA nucleolar (snorna) Novos pequenos RNAs não codificadores de proteínas - RNA de interferência (RNAi ou sirna) - microrna (mirna) - sirna de ação trans (ta-sirna)

5 Papel do RNA

6 Papel do RNA Modelo I Gene Regulador Operador Genes Estruturais Genes Repressor Mensageiros Proteínas Repressão ou Indução Modelo II Metabólito Gene Regulador Operador Genes Estruturais Repressor Operador Genes Mensageiros Proteínas Repressão ou Indução Metabólito Modelo proposto por Jacob e Monod em 1961 para explicar a regulação da expressão gênica baseada no RNA

7 RNAi

8 RNAi

9 RNAi RNA Sense RNA Antisense RNA Fita-dupla Tipo Selvagem Tipo Selvagem Contraído RNA Antisense RNA Fita-dupla Não injetado Embrião de C. elegans

10 RNA Controle Adulto Adulto

11 RNAi Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2006 Andrew Fire Craig Mello

12 RNAi

13 RNAi

14 RNAi Alta Baixa duplex sirna ssrna aberrante dsrna exógeno dsrna viral dsrna transposon? síntese de RNA pela RdRP complexo sirna - RISC sirna ativa o complexo Função sirna pareamento perfeito com mrna alvo seqüência alvo degradação do alvo síntese de RNA pela RdRP sirnas secundários gerados pela DICER reconhecimento do alvo clivagem do alvo pela endonuclease RNA degradado pela exonuclease

15 RNAi Geração enzimática Síntese química Núcleo Degradação do mrna

16 RNAi Um modelo de patogenicidade mediado por silenciamento por RNA Infecção viral Infecção viral sirnas virais RdRP viral mrna hospedeiro mrna hospedeiro mrna hospedeiro Silenciamento do gene hospedeiro e sintomas sirnas, silenciamento do gene hospedeiro e sintomas sirnas, silenciamento do gene hospedeiro e sintomas

17 RNAi Infecção viral Elementos repetitivos de genes antisense Transfecção clivagem do mrna Silenciamento por heterocromatização

18 microrna

19 Exemplo de estrutura secundária de micrornas de plantas em Arabdopsis, arroz e Populus.

20 microrna Distribuição de micrornas em plantas Famílias de mirna Genes mirna

21 microrna Citoplasma Núcleo Complexo Microprocessador Despareamento da dupla fita Uma das fitas é incorporada ao complexo RISC Gene alvo clivagem do mrna repressão traducional

22 microrna

23 microrna Sobreposição das vias reguladas por mirnas de plantas

24 microrna Amostra de fenótipos de RNA resultantes da superexpressão de microrna (mirna) em Arabdopsis mir156 mir164 mir166 mir172 mir159a mir319 mir160

25 microrna Fenótipos de Arabdopsis expressando resistência aos alvos de mirna MYB33 resistente ao mir159 CUC1 resistente a mir164 PHB resistente ao mir166 ARF17 resistente a mir160 AP2 resistente a mir172

26

27 RNAi x microrna Via do microrna Via do PTGS/RNAi precursor do mirna longa molécula de RNA fita-dupla Diversos mirna de plantas Pequenos segmentos de complementaridade no terminal 3 -UTR3 Complementaridade quase perfeita com a região codante ou UTR Tradução atenuada mrna clivado

28 Particularidades do RNAi e microrna de plantas a) Processamento do pri-mirna pela enzima Drosha b) Processamento do pre-mirna pela enzima Dicer Possível mecanismo de ação das enzimas Drosha e Dicer

29 Funções dos RNA reguladores RNA viral RNA exógeno clivagem e degradação do mrna supressão da síntese s de proteínas Inibição da síntese s de RNA Condensação da cromatina

30 Obrigado!