ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL do GENOMA 1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA 2-Compactação do DNA 3-Elementos cromossômicos Edmar Vaz de Andrade home.ufam.edu.br/~edandrade edandrade@ufam.edu.br

1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA A E. coli mede 2 mm e seu DNA, 1,7mm! 850x maior... Nossas células medem 10 µm e nosso DNA 2 metros!

1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA DNA extra-genômico circular (plasmídeo) DNA genômico circular Célula bacteriana lisada

Organização do genoma procariótico 1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA Organização do genoma procariótico

1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA Genoma viral livre Cápsula viral

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

1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA O corpo de um humano adulto contém aproximadamente 1014 células, e portanto, um DNA total de 2 x 1011km! Circunferência da Terra – 4x104km; Distância entre a Terra e o sol – 1,5x108km;

1-Tamanho e estrutura da molécula de DNA Porém, células bacterianas apresentam maior proporção de DNA codificador; Cerca de 2.500 genes por milímetro de DNA, enquanto os humanos apresentam aproximadamente 50 genes por milímetro de DNA

Superenovelamento do DNA (super-hélice) 2-Compactação do DNA Superenovelamento do DNA (super-hélice)

Nucleossomo: unidade fundamental de organização da cromatina 2-Compactação do DNA Nucleossomo: unidade fundamental de organização da cromatina

Nucleossomo: caudas N-terminais das histonas 2-Compactação do DNA Nucleossomo: caudas N-terminais das histonas Interação com DNA e nucleossomos vizinhos

Modelo esquemático de uma fibra condensada de cromatina 2-Compactação do DNA Modelo esquemático de uma fibra condensada de cromatina Compactação dos Nucleossomos

2-Compactação do DNA a) Cromatina distendida: alta atividade gênica b) Cromatina condensada: baixa atividade gênica

2-Compactação do DNA Níveis de organização durante a compactação do DNA no cromossomo eucariótico

Organização do genoma procariótico 3-Elementos cromossômicos Organização do genoma procariótico Adaptado de: Rocha, E. P. C. (2008) The Organization of the Bacterial Genome. Annual Review of Genetics. 42:7.1–7.23

Organização Local da Cromatina com Formação de alças 3-Elementos cromossômicos Organização Local da Cromatina com Formação de alças 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: 3027-3043

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

Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências: 1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “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. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.