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ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL do GENOMA 1-Introdução 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente.

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1 ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL do GENOMA 1-Introdução 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo 4-DNA móvel: transposons de DNA 5-DNA móvel: retrotransposons LTR 6-Organização cromossômica dos genes 7-Efeito do DNA móvel na evolução Edmar Vaz de Andrade

2 Organização Local da Cromatina com Formação de alças 3-Elementos cromossômicos Adaptado de: (1) Misteli,T. (2007) Beyond the Sequence: Cellular Organization of Genome Function. Cell 128, 787–800. (2) Schneider, R. and Grosschedl, R. (2007) Dynamics and interplay of nuclear architecture, genome organization, and gene expression. Genes Dev. 21:

3 Cromossomo metafásico eucariótico Cada cromátide irmã (idênticas entre si) é formada por uma molécula de DNA 3-Elementos cromossômicos Uma única molécula de DNA dupla- fita 3

4 Tamanho e a seqüência estrutural da molécula de DNA Uma célula de levedura possui 4x mais DNA que uma célula de E. coli Células de Drosophila possuem 25x mais DNA do que as células de E. coli Células humanas e de muitos outros mamíferos possuem cerca de 600x mais DNA do que a E. coli. 4

5 Comparação da organização genômica entre leveduras, mosca das frutas e homem Introns: em verdeÉxons: em azul Região intergênica: linha preta 1-Introdução 5

6 Em humanos Éxons: 50 a 200 pares de bases (pb) Introns: 90 a pares de bases Região codificadora: aproximadamente 1,5% do genoma total (em geral seqüências únicas) Região não-codificadora: íntrons e região intergênica (rica em seqüências repetitivas) Em humanos Éxons: 50 a 200 pares de bases (pb) Introns: 90 a pares de bases Região codificadora: aproximadamente 1,5% do genoma total (em geral seqüências únicas) Região não-codificadora: íntrons e região intergênica (rica em seqüências repetitivas) 1-Introdução 6

7 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples DNA satélite Repetições consecutivas ( pb) em uma região de kb Microssatélites repetições com 1 a 13 pb em repetições consecutivas em uma região de até 150 pb Em geral distribuídas no centrômero e telômeros 7

8 Mecanismo para diferenças no número de repetições de seqüência simples (microssatélites) entre indivíduos de uma mesma espécie 2-Organização cromossômica: DNA repetitivo de sequência simples γ 8

9 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 Classes: Transposons de DNA Retrotransposons Simbiontes Moleculares: DNA egoísta (Francis Crick) 9

10 Mecanismo geral de transposição das duas principais de classes elementos móveis 3-Organização cromossômica: DNA moderadamente repetitivo 10

11 Estrutura geral de uma Seqüência de Inserção (IS) em bactérias Enzimas necessária para transposição 4-DNA móvel: transposons de DNA 11

12 Transposição de IS em bactérias 4-DNA móvel: transposons de DNA 12

13 Estrutura geral de um retrotransposon LTR (Repetição Terminal Longa) eucariótico Transcriptase reversa, integrase e outras proteínas retrovirais 5-DNA móvel: retrotransposons LTR 13

14 - 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. 6-Organização cromossômica dos genes 14

15 - Genes duplicados -Possuem seqüências semelhantes, mas não idênticas, normalmente com 5 a 50 kb de distância entre si. -Genes que codificam para beta- globina em humanos 6-Organização cromossômica dos genes 15

16 - 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 6-Organização cromossômica dos genes 16

17 Duplicação de genes por recombinação desigual Recombinação meiótica em célula germinativa L1: seqüência não codificadora repetitiva 7-Efeito do DNA móvel na evolução 17

18 Agrupamento de genes de beta globina em humanos Genes Duplicados Gγ e Aγ: isoformas fetais – maior afinidade por O 2 7-Efeito do DNA móvel na evolução 18

19 Embaralhamento de éxons pela recombinação entre repetições intercaladas homólogas Alu: retrotransposon eucariótico 7-Efeito do DNA móvel na evolução Simbiontes Moleculares: DNA egoísta (Francis Crick)??? 19

20 Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências: 1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D Biologia Celular e Molecular, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish) 2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M Principles of Biochemistry. 3ª Edition, Worth Publitions. 20


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