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é idêntica, sem levar em conta que algumas 
das modificações tendem a manter o mesmo perfil químico entre os aminoácidos modificados
(D\u2194E; N\u2194Q; T\u2194S).
Genômica comparativa 87
O paradoxo do valor-C foi então atualizado recentemente para a realização da 
contabilidade do número de genes e a complexidade do organismo, de forma que 
mais uma vez não se encontrou nenhuma relação direta entre esses fatores (Figura 5) 
e hoje acredita-se que novas camadas de informação se sobrepõem à quantidade de 
informação nos genomas dos seres biológicos para gerar a complexidade.
Nos eucariotos que pensávamos serem mais complexos já se observou um 
maior número e maior complexidade de íntrons, sequências repetitivas, elementos 
transponíveis e oriundos de transferência lateral (Capítulo 5) ou mesmo de 
micro-RNAs (MATTICK JS and MAKUNIN IV., 2005) (Capítulo 11), além de formas 
sofisticadas dos mecanismos epigenéticos de metilação de citosinas e de modificações 
pós-traducionais em histonas (Capítulo 11) e hoje acredita-se que a complexidade foi 
produzida principalmente pela associação entre esses fatores (Figura 6 e Tabela 1). 
Isto sem contar com os fenômenos de splicing-alternativo que podem fazer com que 
um único gene com vários éxons produza centenas a milhares de proteínas diferentes. 
Ainda que o número de genes não seja um fator exatamente adequado para a 
descoberta de diferenças entre os genomas, muitas vezes é importante realizar a 
catalogação e a comparação de vários fatores em projetos de genômica comparativa. 
Podemos calcular, por exemplo, (i) o número de genes por cromossomo entre diversas 
espécies, (ii) o número médio de éxons ou íntrons de cada gene, (iii) a distribuição 
de nucleotídeos A, C, T ou G pelos genes, (iv) a utilização de códons preferenciais 
nos genes codificadores de proteínas, (v) a utilização de pares de nucleotídeos (ou 
dinucleotídeos) entre os genes, (vi) o compartilhamento de domínios funcionais 
de proteínas, (vii) a presença de promotores e o tipo de promotores que devem ser 
\u201cativados\u201d para a expressão gênica, dentre diversos outros fatores que podem ser 
descritos e comparados entre diferentes genomas.
A genômica comparativa também pode ser entendida enquanto transcritômica 
comparativa e os genes oriundos de DNA expresso em RNA mensageiro, ou cDNA 
(Capítulo 8), podem também ser comparados entre diferentes espécies ou entre 
diferentes grupos de uma mesma espécie, entre células de uma mesma espécie sujeitas 
a diferentes tratamentos. A análise comparativa dos genes que estão ativos ou inativos 
em células normais ou tumorais, de um mesmo tecido, têm ajudado os pesquisadores 
a compreender melhor os mecanismos de transformação de células normais em 
células cancerosas. Como o conjunto de genes ativos em um determinado sistema 
celular muda de forma espaço-temporal, qualquer tipo de modificação em um tipo 
celular pode ser estudado quando comparado a outro. Assim, a genômica comparativa, 
baseada nos transcritos totais entre condições celulares contrastantes tem muito a nos 
ensinar sobre como as células respondem a diferentes estímulos ao ativar e desativar 
genes. Tudo isso se dá porque sabemos que embora o genoma humano possua cerca de 
25-35.000 genes, nem todos esses genes estão ativos num mesmo instante (VENTER, 
JC et al, 2001 and IHGSC et al, 2001).
Alguns genes chamados de house-keeping, termo inglês que se refere à \u201carrumação 
da casa\u201d estão normalmente expressos em todas as células e são responsáveis pelo 
metabolismo basal celular. Entretanto estima-se que esses genes não correspondam 
sequer a 10% de todos os genes presentes no genoma e dos outros 90% apenas alguns 
são ativos em determinadas ocasiões (EISENBERG, E and LEVANON, EY, 2013). De 
fato, os genes são transcritos em RNA mensageiro apenas quando algum estímulo 
Ciências genômicas: fundamentos e aplicações88
Figura 5. Relação entre o paradoxo C (A) e percentual de DNA não codificador de proteínas (B) em 
diferentes organismos. Observe que na figura A destacam-se protozoários com grande amplitude de 
valor-C (~10-3 a 103) em contraposição à amplitude de variação no valor-C de mamíferos (100 a 101). 
Curiosamente, na figura B, podemos observar que a proporção de DNA não codificante de proteínas 
em mamíferos, inclusive humanos, é bem superior se comparado com eucariotos unicelulares ou 
mesmo procariotos.
Genômica comparativa 89
Figura 6. Estrutura composicional do genoma humano. Observe que apenas 1,5% do genoma representa 
regiões codificantes de proteínas, os éxons, que conjuntamente com as sequencias de íntrons 
formariam os supostos genes (cerca de 25.000). Ademais, mais da metade do genoma é composta 
por regiões repetitivas, cerca de 10% representam regiões de heterocromatina, ainda em fase de 
completo sequenciamento, e uma parcela de cerca de 13% representam regiões cujas funções ainda 
são desconhecidas.
que chega à célula promova a transcrição de um fator de transcrição ou modifique a 
repressão a algum gene, que então será transcrito em RNAm e então traduzido em 
proteína. A regulação da expressão gênica ainda é um dos maiores mistérios da biologia 
molecular e apenas exemplos bastante simples de regulação são ainda entendidos pelos 
pesquisadores, como o operon Lac (Capítulo 15) e o operon triptofano. Entretanto, 
ainda que não entendamos a forma segundo a qual os metabólitos modificam a 
expressão dos genes, sabemos que esses graus de expressão gênica são modificados 
e podemos medir quais genes estão ativos, e em que grau, através dos estudos de 
transcritômica e transcritômica comparativa. A super-expressão ou o silenciamento 
de determinados genes em determinadas circunstâncias celulares podem permitir o 
tratamento de doentes e são uma esperança para resolvermos doenças como o câncer. 
Sabemos hoje, por exemplo, através dos estudos de transcritômica, dentre outros, que 
o metabolismo energético de uma célula cancerosa é diferente do metabolismo de uma 
célula normal e dessa forma podemos então testar diferentes drogas que modificam 
a atuação de enzimas nessa via para ver o que acontece com o metabolismo da célula 
cancerosa. Já foram encontradas, inclusive, algumas substâncias que atuam nessas 
enzimas e que são realmente capazes de diminuir a proliferação celular do tumor 
(Figura 7).
Finalmente a comparação entre o que comumente chamamos de proteoma 
(Capítulo 8) e que representa o conjunto mais provável de proteínas produzido por 
um determinado genoma permite aos pesquisadores entender e conhecer quais 
as possíveis proteínas que um organismo é capaz de produzir. As proteínas, ou em 
alguns casos complexos proteicos, são as principais máquinas moleculares e são tidas 
como as biomoléculas mais importantes para a organização do metabolismo celular. 
São elas que possuem diferentes formas e variedades químicas e que são as enzimas 
par excellence, ou seja, que são capazes de ligar a compostos químicos de estrutura 
simples e transformá-los em outros que serão utilizados pela célula no ciclo de reações 
químicas que em que consiste o metabolismo celular (Figura 7).
Ciências genômicas: fundamentos e aplicações90
Tabela 1. Comparações entre tamanho e genes codificadores de proteínas em diferentes genomas 
eu e procariotos.
Organismo
Número de 
cromossomos/
plasmídeos
Tamanho do 
genoma (Mpb)
Número de 
genes Referência
Homo sapiens 23/0 3 × 109 ~ 25.000 1 (HGPI)
Arabidopsis 
thaliana
5/0 125 × 106 ~ 27.500 2 (TAIR)
Mus musculus 21/0 2,7 × 109 ~35.000 3 (MGR)
Drosophila 
melanogaster
4/0 139 × 106 ~ 15.000 4 (FlyBase)
Caenorhabditis.
elegans
6/0 100 × 106 ~ 21.000 5 (GGSP)
Saccharomyces 
cerevisae
16/2 12 × 106 ~ 6.600 6 (SGD)
Escherichia coli 
K12
1/0 4,6 × 106 ~ 4.300 7 (EcGP)
Agrobacterium 
tumefaciens C58
2/2 4,7 × 106 ~5.500 8 (Agro)
Phytoplasma 
asteris OY-W
1/0 0,8 × 106