CIÊNCIAS ÔMICAS

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CIÊNCIAS ÔMICAS 
Pâmela A. Alexandre 
Zootecnista, MSc. 
Doutoranda em Biociência Animal 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos 
Departamento de Medicina Veterinária 
Descoberta da estrutura do DNA 
 
 
• Watson e Crick, 1953 
 
DNA RNA Proteína 
Projeto Genoma Humano 
• 1990 
• 5000 cientistas 
• 250 laboratórios 
• 18 países 
• US$ 2,7 Bi 
• 13 anos (previsão = 15) 
 
Projeto Genoma Humano 
Projeto Genoma Humano 
• 2008 - Sequenciadores automáticos 
Sequenciamento de um 
gene com 12 mil pb: 
 
1983 - 1 ano 
2000 - 20 min. 
2003 – 1 min. 
2016 - ? 
Custo do Sequenciamento 
• 2000 – Genoma da 
bactéria Xylella 
fastidiosa é sequencia 
do por pesquisadores 
paulistas e ganha a 
primeira capa da 
Nature para uma 
pesquisa brasileira 
• 12 milhões de dólares 
• 192 pesquisadores – 
primeira geração de 
bioinformatas brasileiros 
Brasil 
• High throughput technologies – alta performance 
Bottom-up 
Top-down 
Genômica 
Transcriptômica 
Proteômica 
Metabolômica Fenômica 
Genoma 
Transcriptoma 
Proteoma 
Metaboloma Fenoma 
Epigenômica 
 
Epigenoma 
Farmacogenômica 
Nutrigenômica 
Genômica 
Sequenciamento 
Montagem 
Anotação 
Genoma de referência 
Re-sequenciamento 
Alinhamento com G. R. 
Descobertas de variantes 
• O que gera variabilidade genética? 
• Indels (Inserções/Deleções) 
• Inversões 
• Translocações 
• Variação no número de cópias (CNVs) 
• Regiões repetitivas em tandem (Mini/Microssatélites) 
• Polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) 
 
Genômica 
O que é um marcador molecular? 
Genômica 
Exemplos: teste de paternidade 
Exemplos: pedigree 
PCR RAPD 
Exemplo: CNV 
SNPs 
Avaliação genética de touros 
Diagnostico de doenças 
• Adenovírus tipo 1 canino, 
• Adenovírus tipo 2 canino, 
• Babesia sp, 
• Bordetella bronchiseptica, 
• Brucella sp, 
• Cinomose, 
• Clostridium perfrigens, 
• Coronavírus canino, 
• Ehrlichia canis, 
• Ehrlichia sp, 
• Haemobartonella canis, 
• Helicobacter pylori, 
• Herpesvírus canino, 
• Leishmania sp, 
• Leptospira Interrogans, 
• Micoplasma sp, 
• Mycobacterium sp, 
• Papilomavírus canino, 
• Parvovírus canino 
Nos cães, o PCR serve para identificar: 
• Estudo de efeitos como heterose, pleiotropia e epistasia - 
Interação entre locus e alelos dos genomas 
 
• Teste de paternidade, identificação de doenças e 
características produtivas 
 
• Tem gerado novas ferramentas para os programas de 
melhoramento - marcadores moleculares, que já são 
usadas em larga escala em diversas espécies 
 
Genômica 
Transcriptômica 
Transcriptômica 
• É o total de transcrições realizadas em um órgão ou em 
uma célula em particular 
 
• Específica 
• Muita variação (estado fisiológico, estímulos físicos, químicos, 
biológicos ou doenças) 
• Expressão gênica comparativa (diferencial) 
• Interesse especial em doenças como câncer 
• Entender os processos da diferenciação celular 
• Ferramenta para a fertilização in vitro, clonagem, etc 
Transcriptômica 
Transcriptômica 
X 
Transcriptômica 
X 
Proteômica 
Proteômica 
Proteômica 
• Imunoproteômica – identificação de antígenos envolvidos 
na resposta imune através de técnicas de proteômica 
 
• Histoproteômica – aplicação de proteômica em tecidos 
processados para imunohistoquímica 
Metabolômica 
• Estuda a dinâmica das concentrações de metabolitos ao 
longo do tempo 
 
• O metaboloma representa o conjunto de todos os 
metabólitos em uma célula, fluido biológico, tecido ou 
organismo, sendo estas substâncias consideradas os 
produtos finais dos processos celulares 
 
• pode fornecer um panorama geral sobre o estado 
fisiológico do organismo 
 
Metabolômica 
fenótipo 
genótipo 
Outras “ômicas” 
Biologia de sistemas e genômica funcional 
 
• Campo interdisciplinar de estudo, focado em 
compreender as complexas interações dentro de um 
sistema biológico de uma perspectiva holística 
Biologia de sistemas e genômica funcional 
(CIVELEK e LUSIS, 2014) 
Genômica nutricional 
• Objetivo: Estudar as interações entre genoma e 
nutrientes, para otimizar a saúde e a performance dos 
animais 
 
• Existe diversidade genômica entre indivíduos de uma espécie 
(dentro e entre raças) que afetam a biodisponibilidade e o 
metabolismo dos nutrientes 
 
• A disponibilidade de nutrientes varia de acordo com o alimento 
disponível, custo e palatabilidade 
 
• Deficiência ou excesso de nutrientes afetam a expressão gênica e 
a estabilidade do genoma 
Genômica 
Nutricional 
Nutrigenômica Nutrigenética 
Nutrigenômica 
• Estuda a influência dos nutrientes sobre a estrutura e a 
expressão do genoma 
 
• nutrientes são sinais dietéticos detectados por receptores celulares 
que influenciam a expressão gênica e proteica e posteriormente a 
produção de metabólitos 
 
• como a nutrição pode influenciar as vias metabólicas e o controle 
homeostático? 
Nutrigenômica 
Nutrigenômica e epigenômica 
• Epigenética 
• Expressão de microRNAs 
• Modificação de histonas 
• Metilação de ilhas CpG 
 
• Conceito dos quatro “Rs” 
• recebidos (Received) - nutrição e outros fatores 
ambientais 
• gravados (Recorded) no “epigenoma” 
• lembrados (Remembered) por várias gerações de 
células 
• revelados (Revealed) - através de alterações na 
expressão gênica, função celular e até mesmo na 
saúde 
 
(Mathers et al., 2008) 
Nutrigenômica 
Nutrigenômica 
Nutrigenômica 
Aumento da 
razão 
lisina:calorias, 
L-carnitina e 
fibras 
Genômica 
Nutricional 
Nutrigenômica Nutrigenética 
Nutrigenética 
• Estuda os efeitos da variabilidade genética sobre a 
interação entre dieta e fenótipo 
 
• O que gera variabilidade genética? 
• Indels (Inserções/Deleções) 
• Inversões 
• Translocações 
• Variação no número de cópias (CNVs) 
• Regiões repetitivas em tandem (Mini/Microssatélites) 
• Mutações 
• Polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) 
Nutrigenética 
• SNPs 
• https://www.youtube.com/watch?v=tJjXpiWKMyA 
 
 
• Sinônimo: codifica a mesma proteína 
• Não sinônimo: altera a proteína 
• sentido trocado - troca aa 
• sem sentido - parada prematura 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=tJjXpiWKMyA
Nutrigenética 
Farmacogenômica 
• Aplicada às pesquisas e testes clínicos de drogas 
 
• É o ramo da farmacologia que trata da influência da 
variação genética na resposta de fármacos em pacientes, 
correlacionando a expressão do gene ou polimorfismos 
de nucleotídeo único com a eficácia e/ou toxicidade de 
uma substância. 
 
• Seleção de drogas terapêuticas substituída por seleção 
de pacientes nos quais uma determinada droga seria 
eficaz - tratamento individualizado 
Farmacogenômica 
• Muitos dos tratamentos usados hoje foram descobertos 
por experiência clínica, e não se sabe seu mecanismo de 
ação 
 
• “Todo clínico terá de ter conhecimentos de 
farmacogenômica para poder prescrever as drogas ideais 
para seus pacientes. Isto causará um grande impacto na 
prática e no ensino da medicina” 
 
• “A necessidade de fazer testes genéticos para 
determinação da conduta terapêutica abrirá uma série 
imensa de problemas éticos, legais, sociais e 
econômicos” 
Farmacogenômica 
• contra-indicação farmacogenômica 
 
• envolvimento das minorias étnicas - inclusão de pessoas, 
em estudos clínicos, não só por causa de seu diagnóstico 
mas também devido à cor de sua pele ou à sua origem 
geográfica abre uma série enorme de questões éticas 
 
 
• LICINIO, Julio. Farmacogenômica: oportunidades e desafios. Rev. Bras. 
Psiquiatr., São Paulo , v. 23, n. 3, p. 122-123, Sept. 2001 . 
Obrigada! 
pamela.alexandre@usp.br 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos 
Departamento de Medicina Veterinária