A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Organização Gênica dos Seres Vivos Genes e Genomas de Procariotos e Eucariotos Prof. Henrique Santana Costa, M.Sc.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Organização Gênica dos Seres Vivos Genes e Genomas de Procariotos e Eucariotos Prof. Henrique Santana Costa, M.Sc."— Transcrição da apresentação:

1 Organização Gênica dos Seres Vivos Genes e Genomas de Procariotos e Eucariotos Prof. Henrique Santana Costa, M.Sc.

2 OS SERES VIVOS

3 Todo genoma (eucarioto ou procarioto) possui a função de servir como repositório replicativo da informação codificada pelo DNA que o constitui. Genomas procarióticos, contudo, são relativamente mais simples que genomas eucarióticos.

4 PROCARIOTO X EUCARIOTO Tamanho do genoma. Estrutura molecular. Distribuição de genes.

5 Cromossomo único dsDNA circular Replicon Exceções Lineares Streptomyces lividans Rhodococcus fasciensEspiroquetas (Borrelia) CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

6 ~9,5x10 6 pb Tamanho do Genoma Mycoplasma genitalium ~0,6x10 6 pb Myxococcus xanthus Saccharomyces cerevisiae ~13x10 6 pb CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

7 Cromossomo de E. coli Molécula de DNA fita dupla circular de 4,2 X 10³ pb. Por ser capaz de se auto-duplicar, o cromossomo bacteriano é considerado um replicon. Sua estrutura compacta dedica-se quase que exclusivamente à codificação de proteínas ( genes estruturais ). PROCARIOTO

8 Superposição de genes Organização gênica que permite que uma mesma seqüência codifique duas proteínas diferentes. Fenômeno freqüente em vírus, bactérias e organelas celulares (mitocôndrias). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

9 Códon de Iniciação ( Start Codon ) Alternativo. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

10 Alteração do Quadro de Leitura. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

11 Colinearidade Equivalência entre a seqüência nucleotídica do gene e a seqüência de aminoácidos da proteína. Eucariotos possuem interrupções em suas seqüências nucleotídicas. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

12 Colinearidade: Gene Proteína 3n nucleotídeos n aminoácidos CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

13 GENES EUCARIOTO X PROCARIOTO 53

14 GENOMA EUCARIOTO X PROCARIOTO

15 Ausência de complemento diplóide. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO Quase todo genoma codificação e regulação. Genoma E. coli Praticamente sem seqüências redundantes. Seqüências codificantes em ambas as fitas. Colinearidade entre genes e produtos protéicos. Unidades genéticas acessórias.

16 Organização dos genes em operons Genes que codificam produtos com funções relacionadas (componentes de uma mesma rota metabólica). Responsáveis pelo controle da expressão gênica. Mostram-se presentes apenas em procariotos. Seus produtos são regulados pela presença de substrato. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

17 Unidades transcricionais policistrônicas (Operons). Regiões intercistrônicas 1 a 30 pb (até 40 pb) CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

18 Coorientação da transcrição e da replicação de genes A fim de evitar colisões entre a RNA-polimerase e o aparato protéico da replicação, as unidades transcricionais mais ativas estão orientadas em relação à origem de replicação. Replicação bidirecional avançam em direções opostas ao longo do cromossomo (encontrando-se num sítio de terminação). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

19 Posicionamento de genes evolutivamente relacionados em sítios opostos do mapa genético Padrão de organização explicado (supostamente) por uma prévia duplicação do genoma. Genes que codificam proteínas envolvidas numa mesma rota metabólica. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

20 Localização preferencial dos genes em sítios próximos à origem de replicação Maior concentração de genes próxima ao ponto no qual a replicação do DNA inicia do que próxima ao término da mesma. Aumento do nível de expressão gênica. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

21 Elementos genéticos móveis Todo genoma de procarioto está contido num único cromossomo. Exceção elementos genéticos móveis. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

22 1.Bacteriófagos. 2.Plasmídeos. 3.Transposons. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

23 Plasmídeos Elementos extra-cromossomais com capacidade de replicação autônoma constituídos por uma molécula de DNA fita dupla circular. Sua seqüência nucleotídica tem pouca ou nenhuma homologia com o cromossomo da célula hospedeira (elemento estranho a bactéria). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO Conferem vantagens adaptativas às bactérias que os possuem. produção de toxinas produção de pilinas produção de adesinas Conferem resistência a múltiplos antibióticos (tornam problemático o tratamento quimioterápico de determinadas infecções.)

24 Plasmídeos Elementos extra-cromossomais com capacidade de replicação autônoma constituídos por uma molécula de DNA fita dupla circular. Sua seqüência nucleotídica tem pouca ou nenhuma homologia com o cromossomo da célula hospedeira (elemento estranho a bactéria). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO Conferem vantagens adaptativas às bactérias que os possuem. produção de toxinas produção de pilinas produção de adesinas Conferem resistência a múltiplos antibióticos (tornam problemático o tratamento quimioterápico de determinadas infecções.)

25 Bacteriófagos Não possuem uma maquinaria própria (incapazes de se multiplicarem na ausência de um hospedeiro). Elementos extra-cromossomais que ganharam a capacidade de sintetizar um capsídeo protéico. Podem apresentar genomas de RNA, ssDNA circular ou dsDNA linear ( colifagos ). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO Virulentos multiplicam-se dentro da célula hospedeira dando origem a outros que são liberados após a lise celular ( ciclo lítico ). Temperados podem se integrar no genoma bacteriano ( linhagem lisogênica ), ou entrar em ciclo lítico.

26 Bacteriófagos replicons potencialmente letais. Plasmídeos replicons não letais (dentro de suas células hospedeiras). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO Etapas da infecção colisão, adsorção e injeção do ácido nucléico. Ciclo lítico O genoma do fago é expressado. Proteínas estruturais são sintetizadas e o genoma viral é encapsidado (produção de novas partículas virais). Ciclo lisogênico O genoma do fago se integra, por recombinação, no genoma bacteriano. O genoma do fago pode eventualmente ser liberado (sendo capaz de iniciar um ciclo lítico). # Lisógena Bactéria que carrega uma cópia do genoma viral integrada ao seu cromossomo.

27 Transposons seqüências de DNA inseridas em novos sítios genômicos (catalisadas a partir de enzimas específicas - transponsases). envolvem processos de recombinação e replicação gerando 2 novas cópias do elemento genético transponível original. # uma que permanece no sítio parental. # outra que aparece num determinado sítio alvo. Alteração da integridade de seus sítios-alvo. 1.ativação de genes inativos 2.deleções, inversões e fusões cromossômicas * Conferem significativa plasticidade genética nos genomas que as possuem. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

28 Classificação Transposons simples (IS) carregam apenas a informação genética essencial para a transposição. Transposons complexos carregam, também, informações não relacionadas a transposição. # resistência a antibióticos # capacidade de movimentação entre bactérias CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

29 Cromossomo único dsDNA circular Replicon Exceções Lineares Streptomyces lividans Rhodococcus fasciensEspiroquetas (Borrelia) CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

30 ~9,5x10 6 pb Tamanho do Genoma Mycoplasma genitalium ~0,6x10 6 pb Myxococcus xanthus Saccharomyces cerevisiae ~13x10 6 pb CARACTERÍSTICAS PROCARIOTO

31 PROCARIOTO X EUCARIOTO cópia única (0 – 30 pb) 97% dos genes são de regulação. 3% dos genes são de regulação. 3% São seqüências não codantes (inter-espaçadores gênicos). 97% São seqüências não codantes (inter-espaçadores gênicos).

32 GENOMA EUCARIOTO X PROCARIOTO

33 PROCARIOTO X EUCARIOTO

34 Número de Genes COMPARAÇÕES EUCARIOTO

35 Genes não interrompidos X interrompidos COMPARAÇÕES EUCARIOTO

36 Tamanho dos genes em kb

37 PARADOXO DO VALOR DE C

38 Presença de complemento diplóide. Quase todo genoma: não codificação e regulação. Abundância de seqüências redundantes. Seqüências codificantes em apenas uma das fitas. Existência de múltiplas cópias de algumas seqüências. Raramente apresenta unidades genéticas acessórias. CARACTERÍSTICAS EUCARIOTO

39 Não há Colinearidade: Gene Proteína 3n nucleotídeos n aminoácidos CARACTERÍSTICAS EUCARIOTO

40 Não há Operons. Exceção Caenorhabditis elegans Nematódeo: 25% dos genes CARACTERÍSTICAS EUCARIOTO

41 1.DNA de cópia única (45%). 2.DNA Moderadamente Repetitivo (30%). 3.DNA Altamente Repetitivo (25%).

42 GENOMA NUCLEAR HUMANO dsDNA. Genoma Linear. 23 cópias (46 Cromossomos). Características

43 GENOMA DE ORGANELAS dsDNA. Genoma Circular. Várias cópias por organela. Características

44 GENOMA HUMANO Genoma Humano Genoma Nuclear 3300Mb genes Genoma Mitocondrial 16,6kb 37 genes Dois genes de rRNA 22 genes de tRNA 13 genes codificadores de polipeptídeos Genes e seqüências gene-relacionadas DNA extragênico DNA codificador DNA não- codificador Pseudogenes Fragmentos de genes Íntrons, se- qüências não- traduzidas etc. Único ou baixo número de cópias Moderado a altamente repetitivo Repetido em tandem ou repe- tições agrupadas Repetições dispersas Únicas ou moderadamente repetitivas ~25%~75% ~10% ~90% ~60%~40%

45 Relacionados mas não idênticos Globina Famílias Funcionalmente Similares CARACTERÍSTICAS EUCARIOTO

46 Famílias gênicas codificadoras de RNA Genes de rRNA 5 agrupamentos de 50 repetições em tandem. Genes de Trna grande família dispersa (40 subfamílias). Genes de snRNA grande família dispersa. CARACTERÍSTICAS EUCARIOTO

47 H1 Famílias Funcionalmente Idênticas Histonas Replicação dependente restrito a fase S. Replicação independente nível basal em todo CC. Replicação tecido-específico. CARACTERÍSTICAS EUCARIOTO

48 Existem diferenças significativas entre genomas procariotos e eucariotos. Procariotos genomas pequenos, circulares, poucos genes, operons e unidades genéticas acessórias. Eucariotos genomas grandes, lineares, muitos genes, sem operons e sem unidades genéticas acessórias. Eucariotos apresentam genomas mais complexos que os procariotos. CONCLUSÃO


Carregar ppt "Organização Gênica dos Seres Vivos Genes e Genomas de Procariotos e Eucariotos Prof. Henrique Santana Costa, M.Sc."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google