TRANSPOSIÇÃO. Profa. Zulmira Lacava

Documentos relacionados
Elementos de Transposição

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

Elementos de Transposição (ET)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Departamento de Imunologia, Microbiologia e Parasitologia. Genética bacteriana. Prof.

Universidade Tiradentes Mestrado em Biotecnologia Industrial Biologia Molecular I. Prof. Odir Dellagostin

Recombination. Homolougous recombination Site-specific recombination. Molecular mechanisms of gene transfer in bacteria and bacterial recombination

GENOMAS. Prof. Dr. Marcelo Ricardo Vicari

Genética Bacteriana. Julliane Dutra Medeiros

Recombination. Homolougous recombination Site-specific recombination. Molecular mechanisms of gene transfer in bacteria and bacterial recombination

Biologia Molecular e Celular- 2019

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Departamento de Imunologia, Microbiologia e Parasitologia. Genética bacteriana. Prof.

Organização gênica de eucariotos

GENOMAS. Prof. Dr. Marcelo Ricardo Vicari

GENÉTICA BACTERIANA. Ana Caroline Lopes

Replicação do DNA. Experimentos de Meselson-Stahl demonstraram a natureza semi-conservativa da replicação

PRINCÍPIOS GERAIS DA RECOMBINAÇÃO DO DNA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA

Biologia Genômica. 2º Semestre, Recombinação Homóloga e Sítio-Específica. Prof. Marcos Túlio

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Departamento de Imunologia, Microbiologia e Parasitologia. Genética bacteriana. Prof.

Gene: evolução do conceito

Organização Gênica de Eucariotos. Prof. Odir A. Dellagostin

ORGANIZAÇÃO GÊNICA EM EUCARIOTOS. Antônio Costa de Oliveira Disciplina de Marcadores Moleculares/Biotecnologia Aplicada ao Melhoramento 2015

Replicação do DNA & Transposons

15/10/2009 GENÉTICA BACTERIANA. Disciplina: Microbiologia Geral Curso: Nutrição Prof. Renata Fernandes Rabello. Informação genética essencial.

Tecnologia do DNA recombinante. John Wiley & Sons, Inc.

Nome: Curso: Nº. 1 º Teste Engenharia Genética 22 de Novembro de 2012 Duração: 2h.

Genes e Genomas Procarióticos

ORGANIZAÇÃO DO GENOMA HUMANO. Departamento de Genética. Nilce M. Martinez Rossi

1

Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas

Clonagem de genes e fragmentos de DNA de interesse

Organização do Genoma

Genética bacteriana. Prof. Adj. Ary Fernandes Junior Departamento de Microbiologia e Imunologia IBB/UNESP

INSTABILIDADE DO GENOMA HUMANO INSTABILIDADE CROMOSSÔMICA

TEÓRICA 8 DOCENTES: Prof. Helena Galvão (responsável componente teórico) Prof. Margarida Reis (componente prático)

Bases da análise genômica: estado da arte

Organização de Genomas e Estrutura Fina dos Genes

Bases da análise genômica: estado da arte

Tecnologia do DNA Recombinante-TDR

((lambda (h q) (list h (list q h) (list q q))) (quote (lambda (h q) (list h (list q h) (list q q)))) (quote quote))

Transferência da informação genética

A diversidade genética é manifestada por diferenças em muitos caracteres, incluindo caracteres fenotípicos e diferenças nas proteínas (com ou sem

AU01. Aspectos Genéticos da Mitose e Meiose. Emanuele Cristina Pesenti. Doutoranda PPG-GEN

Estrutura típica de um vírus?

1.3 Explique a razão pela qual, na ausência de lactose, as enzimas necessárias à degradação desta molécula não se produzem.

TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE: HISTÓRICO, ENZIMAS DE RESTRIÇÃO E VETORES Aula 3

Cap. 6 Como as células lêem o genoma: do DNA à proteína

Hospedeiros e vetores de clonagem

TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE PARTE I HISTÓRICO ENZIMAS DE RESTRIÇÃO VETORES ELETROFORESE. Patricia Schaker

Seleção de clones e screening de bibliotecas genômicas

O Dogma Central da Biologia Molecular (Crick, em 1956) Transferência linear da Informação Genética

Genômica. Desenvolvimento e Aplicações. Prof. Manoel Victor

Bases e aplicações. da tecnologia do DNA recombinante

Universidade Federal de Pelotas Centro de Biotecnologia Graduação em Biotecnologia REPLICAÇÃO DE DNA

Prof. Marcelo Langer. Curso de Biologia. Aula 26 Genética

Departamento de Genética Nilce M. Martinez Rossi

Genes e Genomas Eucariotos

Sequenciamento de genoma e transcriptomas

ESTUDOS DAS ÔMICAS: GENÔMICA VS TRANSCRIPTÔMICA E METAGENÔMICA. Aula 7. Maria Carolina Quecine Departamento de Genética

Transferência da informação genética

Evolução do genoma. Padrões e processos na diversificação de genomas. Diogo Meyer 2017

GENÉTICA BACTERIANA. As informações genéticas estão contidas: -Cromossomo contém quase a totalidade das informações genéticas das bactérias.

objetivos Recombinação AULA Pré-requisitos

Explorando genomas: predição de genes e elementos transponíveis Proporção de diferentes sequências no genoma

TRADUZINDO O CÓDIGO GENÉTICO. Aula teórica 6. Maria Carolina Quecine Departamento de Genética LGN0114 Biologia Celular

Anabolismo Nuclear e Divisão Celular

REPLICAÇÃO DO DNA EM PROCARIOTOS E EUCARIOTOS

Vírus - Caracterização Geral

REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA EM PROCARIOTOS

Enzimas de restrição

AGRONÔMICA GENÉTICA MICROBIANA

BIBLIOTECAS DE DNA E HIBRIDIZAÇÃO. FABIANA SEIXAS

Disciplina : Biologia Molecular: conceitos e Técnicas. Professora. Dra. Andrea Soares da Costa Fuentes

disciplina Genética Humana (e Evolução)

disciplina Genética Humana

Síntese de RNA e Proteínas

Conceito: qualquer modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de um organismo, que não é explicada pela recombinação da variabilidade

Fundamentos de GENÉTICA BACTERIANA. Profa Francis Moreira Borges

A g r u p a m e n t o d e E s c o l a s A n t ó n i o S é r g i o V. N. G a i a E S C O L A S E C U N D Á R I A / 3 A N T Ó N I O S É R G I O GRUPO I

7.28 Spring 01 Respostas do Conjunto de Problemas #2

ELEMENTOS TRANSPONÍVEIS DA CLASSE II EM Crinipellis perniciosa.

Manipulação genética em modelos animais

Genética de Bactérias

Profa. Dra. Viviane Nogaroto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

Número de genes versus número de proteínas em eucariotos

Tecnologia do DNA recombinante. Transgênicos, Genética Reversa, Engenharia Genética

Perguntas para o roteiro de aula. 1) Descreva as principais características estruturais gerais das moléculas de DNA e

Biologia Genômica. 2º Semestre, 2017

DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR

DNA RNA Proteínas. Organização estrutural e funcional do núcleo 04/04/2017. Processamento (Splicing) Tradução (citoplasma) Replicação.

UN.2 -PATRIMÓNIO GENÉTICO E ALTERAÇÕES AO MATERIAL GENÉTICO

BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 1º S_2010_2011_2º Teste 12/01/2011

Bases ecológicas da resistência bacteriana às drogas

Tecnologia do DNA recombinante

VIVIANE ALINE OLIVEIRA SILVA. ISOLAMENTO, CARACTERIZAÇÃO E REGULAÇÃO DO GENE QUE CODIFICA NITRATO REDUTASE EM Crinipellis perniciosa.

Replicação do DNA e Cromossomos

Introdução a Bioinformática Curso de Verão Nivelamento na área de Biológicas

GD3 REPARO DE DNA APARECIDA MARIA FONTES

Transcrição:

TRANSPOSIÇÃO Profa. Zulmira Lacava

Elementos transponíveis de eucariotos : Barbara McClintock (1902-1992) Cold Spring Harbor Laboratory, NY Nobel Prize in Physiology and Medicine 1983 por sua descoberta dos elementos genéticos móveis Estudou elementos transponíveis em milho (Zea mays) 1940s-1950s (antes identificados como genes mutatores por Marcus Rhoades 1930s)

Elementos transponíveis: Características gerais dos elementos transponíveis Elementos transponíveis de procariotos Elementos transponíveis de eucariotos

Elemento transponível : elementos genéticos de um cromossomo que têm a capacidade de se mobilizar e mover de um local para outro do genoma. Normais e ubíquitos componentes de genomas de procariotos e eucariotos. Procariotos transpõem de/para cromossoma da célula, plasmídeo ou cromossoma de fago. Eucariotos transpõem do mesmo ou de cromossomas diferentes. Recombinação não homóloga: elementos transponíveis inserem-se em DNA que não tem homologia de sequência com o transposon. Elementos transponíveis causam alterações genéticas e fazem contribuições importantes para evolução dos genomas: Inserção em genes. Inserção em sequências regulatórias; modificam expressão genética. Produzem mutações cromossômicas.

Elementos transponíveis: Duas classes de elementos transponíveis /mecanismos de movimento: 1. Codificam proteínas que (1) movem o DNA diretamente para uma nova posição ou (2) replicam o DNA e integram o DNA replicado em outro lugar (procariotos e eucariotos). 2. Retrotransposons codificam a transcriptase reversa and fazem cópias de DNA a partir dos RNA transcritos; cópias do DNA integram-se em novos sítios (apenas eucariotos).

Elementos transpoíveis em procariotos: Três exemplos: 1. Elementos de inserção de sequência (IS) 2. Transposons (Tn) 3. Bacteriófago Mu

Elementos de inserção de sequência (IS): 1. O elemento transponível mais simples cromossomos bacterianos e plasmídeos. 2. Codificam apenas genes para mobilização e inserção. 3. Tamanho de 768 bp a 5 kb. 4. IS1 identificados inicialmente no operon galactose de E. coli de 768 bp e presente com 4-19 cópias no cromossomo de E. coli. 5. Todos elementos IS terminam com sequencias terminais invertidas (ITRs).

Elementos de inserção de sequência (IS): Integração de IS pode: Interromper sequências codificantes ou regiões regulatórias. Alterar a expressão de genes próximos. Causar deleções e inversões em DNAar adjacentes. Resultar em crossing-over.

Transposição de elementos de sequência de inserção (IS): 1. Cópia original permanecce no lugar; nova cópia se insere randomicamente. 2. Elementos IS usa as enzimas de replicação do hospedeiro para a replicação. 3. Transposição requer transposase, codificada pelo elemto IS. 4. Transposiçãowhen trinicia quando a transposase reconhece os terminais ITRs. 5. Sítio de integração = sítio alvo. 6. Cortes específicos são feitos no DNA no sítio alvo, IS se insere, DNA polimerase e DNA ligase preenche as falhas. 7. Repetições pequenas diretas (~5 pb) flanqueando o sítio alvo são criadas.

Integration of IS element in chromosomal DNA.

Transposons (Tn): Similares aos elementos IS, mas mais complexos estruturalmente e carreando genes adicionais 2 tipos de transposons: 1. Transposons compostos 2. Transposons não compostos

Transposons composite (Tn): Carry genes (e.g., a gene for antibiotic resistance) flanked on both sides by IS elements. Tn10 is 9.3 kb and includes 6.5 kb of central DNA (includes a gene for tetracycline resistance) and 1.4 kb inverted IS elements. IS elements supply transposase and ITR recognition signals.

Noncomposite transposons (Tn): Carry genes (e.g., a gene for antibiotic resistance) but do not terminate with IS elements. Ends are non-is element repeated sequences. Tn3 is 5 kb with 38-bp ITRs and includes 3 genes; bla ( -lactamase), tnpa (transposase), and tnpb (resolvase, which functions in recombination).

Models of transposition: Similar to that of IS elements; duplication at target sites occurs. Cointegration = movement of a transposon from one genome (e.g., plasmid) to another (e.g., chromosome) integrates transposon to both genomes (duplication). May be replicative (duplication) or non-replicative (transposon lost from original site). Result in same types of mutations as IS elements: insertions, deletions, changes in gene expression, or duplication. Crossing-over occurs when donor DNA with transposable element fuses with recipient DNA.

Recombination, crossing-over, and duplication of a transposable element.

Temperate bacteriophage Mu (Mu = mutator): 37 kb linear DNA with central phage DNA and unequal lengths of host DNA at each end. On infection, Mu integrates by non-replicative transposition and replicates when E. coli replicates. During the lytic cycle, Mu remains integrated in E. coli chromosome, and shifts to replicative transposition.

General properties of plant transposons: Possess ITR sequences and generate short repeats at target sites. May activate or repress target genes, cause chromosome mutations, and disrupt genes. Two types: Autonomous elements transpose themselves; possess transposition gene. Nonautonomous elements do not transpose themselves; lack transposition gene and reply on presence of another Tn McClintock demonstrated purple spots in otherwise white corn (Zea mays) kernels are results of transposons.

A descoberta de McClintock dos transposons em milho: Pontos púrpura em grãos de milho brancos resultam de transposons. c/c = grãos brancos and C/- = grãos púrpura Alelostraços para cor dos grãos são instáveis. Se ocorre a reversão de c para C em uma célula, a célula produzirá pigmento púrpura e um ponto. Quanto mais precoce a reversão no desenvolvimento, maior é o ponto. McClintock concluiu que o alelo c resulta de um transpososn nãoautônomo chamado Ds inserido no gene C (Ds = desassociação). Transposon autônomo Ac controla o transposon Ds (Ac = ativador).

Transposon effects on corn kernel color.

McClintock s discovery of transposons in corn (cont.): Ac element is autonomous/ds element in nonautonomous. Ac is 4,563 bp with 11 bp ITRs and 1 transcription unit encoding an 807 amino acid transposase. Ac activates Ds; Ds varies in length and sequence, but possesses same ITRs as Ac. Many Ds elements are deleted or rearranged version of Ac; Ds element derived from Ac. Ac/Ds are developmentally regulated; Ac/Ds transpose only during chromosome replication and do not leave copies behind.

Structure of Ac autonomous and Ds non-autonomous transposable elements in corn.

Ac transposition mechanism during chromosome replication.

Ty elements in yeast: Similar to bacterial transposons; terminal repeated sequences, integrate at non-homologous sites, with target site duplication. Ty elements share properties with retroviruses, retrotransposons: Synthesize RNA copy and make DNA using reverse transcriptase. cdna integrates at a new chromosomal site. Fig. 20.14

Drosophila transposons: ~15% of Drosophila genome thought to be mobile. 2 different classes: 1. Copia retrotransposons Conserved, 5-100 scattered copies/genome. Structurally similar to yeast Ty elements. Use RNA intermediate and reverse transcriptase. 2. P elements Hybrid dysgenesis, defects arise from crossing of specific Drosophila strains. Occurs when haploid genome of male (P strain) possesses ~40 P elements/genome. P elements vary in length from 500-2,900 bp. P elements code a repressor, which makes them stable in the P strain (but unstable when crossed to the wild type female; female lacks repressor in cytoplasm). Also used experimentally as transformation vectors.

Female No P elements DNA + cytoplasm No repressor Male P elements DNA only Female P elements DNA + cytoplasm Repressor Stable Male No P elements DNA only Fig. 20.16 Offspring P elements No repressor Unstable germ line

Human retrotransposons: Alu1 SINEs (short-interspersed sequences) ~300 bp long, repeated 300,000-500,000X. Flanked by 7-20 bp direct repeats. Some are transcribed, thought to move by RNA intermediate. AluI SINEs detected in neurofibromatosis (OMIM1622200) intron; results in loss of an exon and non-functional protein. L-1 LINEs (long-interspersed sequences) 6.5 kb element, repeated 50,000-100,000X (~5% of genome). Contain ORFs with homology to reverse transcriptases; lacks LTRs. Some cases of hemophilia (OMIM-306700) known to result newly transposed L1 insertions.