texto gene estrutura e organização UFPE
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mostra alguns membros da superfamília
envolvidos na resposta imune.
 
 
Figura 13: Algumas das proteínas de membrana da superfamília das imunoglobulinas.Os domínios Ig estão marcados
em cinza e os domínios ligadores de antígeno em azul. A superfamília Ig também inclui muitas proteínas de membrana
envolvidas na interação célula a célula, mas que não fazem parte do sistema imune, como a proteína de adesão celular
neural (N-CAM) e os receptores para vários fatores de crescimento protéicos.
 
 
 
 
6. Expressão de genes: síntese protéica
    (Tradução e Código Genético)
 
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Este tema constitui uma página autônoma. Clique aqui para alcançá-la. É indispensável a sua
leitura para a compreensão da importância da organização do gene na sua expressão.
 
 
 
7. Uma visão geral da organização do genoma humano
 
O genoma humano de foto compreende dois genomas: o nuclear, que responde por 99,995% das
sequências de bases, e o mitocondrial. O reduzido genoma mitocondrial mostra que houve,
durante o processo de simbiose e integração à célula, uma transferência progressiva de genes
da mitocôndria para o genoma do eucarioto. Agora os poucos genes mitocondriais restantes são
transcritos e traduzidos pelos ribossomos mitocondriais. A maior parte das proteínas que a
mitocôndria necessita são produzidas no citoplasma da célula e exportadas para a mitocôndria.
 
Para dirigir nossa discussão sobre a organização do genoma vamos tomar por base o diagrama
abaixo.
 
 
Figura 14: Organização do genoma humano. A informação genética está essencialmente concentrada no genoma
nuclear. O número de genes para o genoma mitocondrial é conhecido, mas para o genoma nuclear é apenas estimado.
Genes são considerados aqui os segmentos de DNA que são transcritos para dar origem a uma proteína ou RNA
funcional. Sequências relacionadas a genes são as regiões controladoras 5' e 3' do gene, algumas vezes a várias
kbases de distância do início da transcrição ou de seu término. DNA codificador é apenas aquele que é traduzido. Por
fragmentos de genes entende-se trechos do DNA que contêm restos de genes deixados no genoma ao longo da
evolução. As sequências não traduzidas, grupadas com os introns, são as regiões 3'-UTR e 5'-UTR. Repetições são
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ditas em tandem quando o final de um motivo é seguido imediatamente pelo início de um motivo idêntico, sendo este
arranjo repetido muitas vezes (como nos vagões de um trem). Repetições agrupadas têm entre si DNA não repetitivo,
mas estão fisicamente próximas no genoma.
 
O genoma mitocondrial
 
O genoma mitocondrial é composto de um pequeno DNA circular fita dupla (16,6 kb),
densamente povoado de genes. Num pequeno trecho este DNA aparece como fita tripla, pois
uma parte de uma das fitas é replicada 2 vezes durante a duplicação do genoma. 28 genes são
codificados por uma das fitas (dita pesada, e rica em guaninas) e 9 pela outra fita (dita leve).
Do total de genes 24 especificam RNAs funcionais: 22 tRNAs mitocondriais e 2 rRNAs
mitocondriais. Os 13 genes restantes codificam polipeptídeos que são produzidos pela própria
mitocôndria, através de seus ribossomas.
 
O código genético da mitocôndria (assim como o dos cloroplastos) difere levemente do código
empregado pelos genes nucleares.
 
O genoma nuclear
 
O genoma nuclear humano está dividido entre 24 diferentes tipos de moléculas de DNA
lineares fita dupla, que formam, junto com as histonas e outras moléculas, os cromossomos.
Dois destes cromossomos determinam o sexo na espécie e são denominados X e Y. A composição
dos cromossomos e sua estrutura geral serão tema de outra aula.
 
Os cromossomos humanos são moléculas muito grandes, variando de 50 Mb a 250 Mb, com
média de 130 Mb, sendo assim cada um deles em média 10.000 maiores que o genoma
mitocondrial. Para fins de comparação podemos citar que o genoma de uma bactéria pode variar
de 2,5 Mb a 10 Mb. O genoma de um protozoário costuma ter entre 15 e 50 Mb. Mas o tamanho
do cromossomo não guarda uma relação óbvia com a complexidade do organismo, tanto por causa
das repetições de DNA e regiões não codificantes diversas, comuns nos genomas de eucariotos,
como pela ploidia (número de cópias dos cromossomos no genoma). Nas preparações
citogenéticas de cromossomos metafásicos uma banda pode ter perto de 6 Mb de DNA.
 
A proporção de bases no genoma humano é de 43% GC (lembre-se que o número de bases A
deve ser igual ao de T, e de G igual ao de C num DNA fita dupla, mas não precisa haver
correlação clara entre o número de bases A e G, por exemplo. Há organismos mais ricos em G e
C, outros muito mais ricos em A e T, e que geralmente são filogeneticamente próximos).  Um
importante aspecto do estudo da genômica é a distribuição do dinucleotídeo CpG (com esta sigla
designamos o dinucleotídeo 5'-CG-3', que indica cytosine-phosphate-guanine).  Pelas frequência
de G e C no genoma esperava-se uma frequência do dinucleotídeo em torno de 0,0441.
Entretanto, a frequência observada é muito menor. Ocorre que os eucariotos metilam o DNA
(para identificar a fita antiga da nova, na replicação e para regular a expressão gênica), e em
geral o fazem no dinucleotídeo CpG. Assim, ele se transforma e mCpG. Mas o dinucleotídeo
metilado mCpG converte-se ao longo de um tempo evolutivo considerável, em TpG. Por isso a
queda da proporção esperada de CpG. Contudo, em vários trechos do DNA, eles são frequentes.
São as chamadas ilhas CpG ou ilhas CG, e têm um importante papel no rearranjo da estrutura da
cromatina e no controle de grandes blocos de genes. Por causa dos longos trechos repetidos,
frequentes no DNA humano (e de outros eucariotos), a composição média de bases também
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pode variar bastante de trecho para trecho do genoma. Nas extremidades, por exemplo, os
telômeros adicionados pela telomerase têm uma composição muito particular, com 50% GC. As
regiões com muitas repetições têm uma composição relativa de bases suficientemente distinta
das regões não repetidas para terem uma densidade de flutuação distinta delas num gradiente
de sacarose. Assim por ultracentrifugação de pedaços de DNA é possível separar regiões
repetidas do restante do DNA. A banda formada, chamada banda satélite, acabou denominando
estar regiões. Assim, as sequências satélite ou DNAs satélite nada mais são do que sequências
com muitas repetições de bases,
 
A densidade de distribuição dos genes nos cromossomos é muitíssimo variável. As regiões
teloméricas (extremidades dos cromossomos) são deprovidas de genes, assim como várias
outras regiões especializadas dos cromossomos, como os centrômeros e grandes regiões do
cromossomo Y. Por outro lado, as regiões sub-teloméricas costumam ser ricas em genes. Uma
visita ao cromossomo 1, facilitada nesta página (ver próximo item) mostra claramente este
ponto.
 
O número real de gene do genoma humano não é conhecido ainda, apesar da sequência de todo o
genoma estar essencialmente completa. A causa deste desconhecimento está na base de nossa
compreensão da estrutura de um gene humano. de fato, para a maior parte das sequências que
parecem ser genes, não temos a idéia de qual seja a função. Assim, pode acontecer que
estejamos identificando como gene algo que não é, em muitos casos. Por outro lado, como não
conhecemos com clarez as estruturas de todas as regiões promotoras, também não temos como
afirmar que um determinado segmento de DNA será transcrito algum dia. Pelas estimativas
obtidas por outros sistemas de avaliação de genes (análise de genes expressos por microarray e
pela construção e sequenciamento