ORGANIZAÇÃO do GENOMA - 2

1. ORGANIZAÇÃO do GENOMA - 2 1-Introdução 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo 4-DNA codificador 5-DNA de Organelas Edmar Vaz de Andrade home.ufam.edu.br/~edandrade

2. 1-Introdução Comparação da organização genômica entre leveduras, mosca das frutas e homem Introns: em verde Éxons: em azul Região intergênica: linha preta

3. 1-Introdução Em humanos Éxons: 50 a 200 pares de bases (pb) Introns: 90 a 3.300 pares de bases Região não-codificadora: íntrons e região intergênica (rica em seqüências repetitivas) Região codificadora: aproximadamente 1,5% do genoma total (em geral seqüências únicas)

4. 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples DNA satélite repetições curtas consecutivas (14-500 pb) em uma região de 20-100 kb de comprimento. Microssatélites repetições com 1 a 13 pb em repetições consecutivas em uma região de até 150 pb Em geral distribuídas no centrômero e telômeros

5. 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples γ Mecanismo para diferenças no número de repetições de seqüência simples (microssatélites) entre indivíduos de uma mesma espécie

6. 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples • Expansões de microssatélites causam, pelo menos, 14 tipos diferentes de doenças neuromusculares, dependendo do gene no qual ocorrem. • Exemplos: • Distrofia miotônica e a ataxia espinocerebelar.

7. 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo Propriedade de se deslocarem ao longo do genoma (transposição): Elementos móveis ou DNA móvel Centenas a milhares de pares de bases Transposons de DNA Retrotransposons LTR Retrotransposons não-LTR Inicialmente denominado como Simbiontes Moleculares: DNA egoísta (Francis Crick)

8. 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo Mecanismo geral de transposição das duas principais classes de elementos móveis

9. 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo Estrutura geral de uma Seqüência de Inserção (IS) Elemento móvel em bactérias Enzimas necessária para transposição O DNA humano contém cerca de 30 mil cópias de transposons de DNA completos ou incompletos, totalizando ≈ 3% do genoma.

10. 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo Estrutura geral de um retrotransposon LTR (Repetição Terminal Longa) eucariótico Transcriptase reversa, integrase e outras proteínas retrovirais Evolutivamente, no genoma humano retrotransposons LTR derivam de retrovírus endógenos (ERVs).

11. 4-DNA codificador • - Genes solitários • Cerca de 25 a 50% dos genes que codificam proteínas estão representados em uma única vez no genoma haplóide; • Exemplo: lisozima encontrada na lágrima humana.

12. 4-DNA codificador - Genes duplicados - Possuem seqüências semelhantes, mas não idênticas, normalmente com 5 a 50 kb de distância entre si. Fetal DNA móvel como “egoísta”

13. 4-DNA codificador • - Genes repetidos e consecutivos • São distinguidos dos genes duplicados porque seus múltiplos genes consecutivos repetidos codificam proteínas ou RNA funcionais idênticos ou quase idênticos. • Codificam os rRNA, tRNA e histonas

14. 5-DNA de Organelas • As mitocôndrias e os cloroplastos, muito provavelmente, evoluíram de bactérias que formavam uma relação simbiótica com as células ancestrais. • Todos os DNAs de mitocôndrias e cloroplastos codificam rRNAs, tRNAs e algumas proteínas envolvidas no transporte de elétrons e na síntese de ATP. • A maioria dos DNAs das mitocôndrias e cloroplastos consiste de moléculas circulares. • O mtDNA tem herança citoplasmática (em organismos multicelulares: herança materna).

15. 5-DNA de Organelas • Diversas doenças neuromusculares humanas resultam de mutações no mtDNA. • O paciente geralmente tem uma mistura de mtDNA mutante e selvagem em suas células (heteroplasmia). • Ex.: neuropatia óptica hereditária de Leber e síndrome de Kearns-Sayre.

16. Discutasobre a importância do DNA móvel no repertóriogênico de organismoseucarióticos. Quandonãomencionado, as figurasapresentadasforamretiradas, com ousemmodificações, das seguintesreferências: 1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. ArtmedEditora SA. Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish) 2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.