Bioquímica 1 / bloco 1 - resumo aulas 7 e 8

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Resumo de Bioquímica I
Aulas 7 e 8
Genoma: conjunto de genes de uma espécie.
Tecnologias genômicas:
Genômica/sequenciamento de genomas.
Transcriptômica.
Proteômica.
Genômica
Investigar o genoma como um todo, com a intenção de catalogar todos os seus genes e a função de cada um deles.
Como se faz?
Dividimos os cromossomos em fragmentos pequenos que possam ser caracterizados.
Determinamos a sequência de nucleotídeos (tecnologias de sequenciamento de DNA).
Montamos o genoma (ordenar as sequências em suas respectivas posições nos cromossomos).
Anotamos o genoma (bioinformática).
A tecnologia disponível hoje em dia sequencia, no máximo, 750pb (pares de bases) por vez.
O DNA precisa ser fragmentado em pequenos pedaços, amplificados, sequenciados separadamente e, por fim, usam-se programas de computação que procuram as sequências sobrepostas entre os fragmentos.
PCR (Polimerase Chain Reaction) = reação em cadeia da polimerase: método de isolamento e amplificação de um segmento de DNA – envolve a produção in vitro de milhões de cópias do segmento em estudo.
Reação de PCR:
Pequenos primers de DNA que se ligam às extremidades 3’ do DNA.
Os quatro nucleotídeos: A, T, C e G.
DNA polimerase especial (Taq polimerase): funciona em altas temperaturas; isolada de microorganismos que vivem em fontes termais (Termus aquaticus).
Ocorre em três etapas:
Desnaturação da fita dupla de DNA, em alta temperatura (90°C).
Pareamento dos primers, a baixa temperatura (50 a 60°C).
Duplicação do segmento isolado através da reação da DNA polimerase.
O processo é cíclico e pode ser repetido “n” vezes, dependendo do grau de amplificação que se deseja.
Tipos de sequenciamento de DNA:
Sequenciamento de DNA genômico: determinação da sequência de todo o material genético de um organismo, incluindo regiões codificantes e regiões ainda não reconhecidas como codificantes, promotores, íntrons, sequências repetitivas etc.
Feito a partir do DNA genômico.
Sequenciamento de ESTs (Expressed Sequence Tags): determinação da sequência das regiões codificadoras, apenas (transcritos = mRNA).
Feito a partir de cDNAs, que refletem a expressão de genes naquele determinado organismo, tecido, órgão, tratamento, doença etc.
Transcriptômica
É o sequenciamento do cDNA (DNA complementar).
Ele permite o sequenciamento dos genes que estão sendo expressos num dado momento – Transcriptoma.
Para fazer seu sequenciamento, também é necessário amplificá-lo.
A síntese do cDNA é feita a partir de um RNA pela ação da transcriptase reversa (imagem anterior).
Proteômica
É o mapeamento de todas as proteínas expressas e suas modificações pós-traducionais (produzidas em resposta a condições ambientais) em um determinado momento.
Importância: o genoma é constante em todas as células; a informação contida nele é usada de forma diferente em diferentes células a fim de produzir diferentes tipos celulares; diferenças morfológicas e funcionais entre células distintas são reflexo do conjunto de proteínas produzidas por cada uma.
Projeto Genoma Humano
Determinar as sequências de bases nitrogenadas.
Identificar e mapear os genes.
Criar um banco de dados.
Desenvolver meios de aplicar estas informações na medicina, visando a melhoria e simplificação dos métodos de diagnóstico e tratamento de doenças genéticas.
Quanto maior a complexidade do organismo, maior será a quantidade de fatores de transcrição (reguladores).
Apenas 2% do genoma humano é composto de genes.
Farmacogenômica
Estuda a variabilidade da expressão gênica individual e a suscetibilidade de uma doença, bem como a resposta a um determinado medicamento em nível celular, tecidual, individual ou populacional.
Vantagens:
Redução de custos.
Otimização do tempo de tratamento.
Redução ou eliminação das reações adversas.
Determinação de grupos mais homogêneos para tratamento.
SNPs (polimorfismos singulares de nucleotídeos)
Pequenas variações que existem entre o DNA dos indivíduos.
Estão atrelados com a relação entre determinados genes (e suas variações) com doenças ou com a resistência a elas, e outras funções dos genes em relação ao organismo em geral.
Podem ocorrer em regiões não-codificadoras ou codificadoras.
Se o SNP está presente numa região codificadora, ele pode ser classificado de três formas:
Sinônimos: quando a substituição do nucleotídeo no DNA não altera o aminoácido que será traduzido ao final do processo.
Não-sinônimo:
Conservativo: a substituição do nucleotídeo resulta em um novo aminoácido com características semelhantes ao que seria traduzido se não ocorresse a alteração.
Não-conservativo: a substituição do nucleotídeo resulta em um novo aminoácido com características distintas àquele que seria traduzido se não ocorresse a alteração.
A tabela ao lado estará na prova!
Se o SNP está presente numa região não-codificadora, pode haver alteração no processamento do mRNA e/ou na quantidade de mRNA transcrito.
Metodologia para o estudo de SNPs:
Sequenciamento do maior número possível de genes (ou regiões do DNA) de indivíduos da população alvo.
Definição dos haplótipos (identificar SNPs).
Estudos de população: definição dos haplótipos que contribuem para o fenótipo.
Aplicação do conhecimento sobre a ligação de determinado SNP e seu fenótipo.
Algumas definições (formais):
Alelos são formas alternativas do mesmo gene. Por exemplo, existe um gene B que determina a característica presença de chifres em bovinos, ele possui dois alelos: “B” e “b”. O alelo B determina a ausência dos chifres e o alelo b determina a presença deles.
Lembrando que num organismo heterozigótico Bb, o alelo dominante determinará o fenótipo.
Haplótipo é a combinação de alelos em loci adjacentes, que fazem parte do mesmo cromossomo e são transmitidos juntos.
Loci, plural de locus, do latim “lugar”, é o local fixo num cromossomo onde está localizado determinado gene ou marcador genético.