A 8 Anotação base molecular

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Noções básicas de biologia molecular;
Anotação de sequências
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Transmissão da informação genética
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Gene: Estrutura
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RNAs tem U ao invés de T
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TRANSCRIÇÃO
 RNA polimerase (adiciona ribonucleotídeos trifosfato: ATP; GTP; UTP; CTP)
 	- Direção de síntese 5’ para 3’
	- Sem atividade 3’ para 5’
- Não requer primer inicial e envolve apenas curtos segmentos de DNA. Apenas 1 fita do DNA é usada como molde;
- Sintese de RNAs: mRNA; rRNAs; tRNAs e snRNAs
- Em plantas ocorre no núcleo, mitocôndrias e plastídeos
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Núclear
Organelar plastídio/mitocôndria
É um peptídeo simples codificado pelo núcleo. 
Foram identificadas nos plastídeos, mas acredita-se que ambas as enzimas podem estar presentes na mitocôndria
As subunidades  são codificadas pelo DNA plastídeo enquanto a subunidade  (sigma) é codificada pelo núcleo.
RNA Pol. I – rRNAs (25S, 17S e 5,8S)
RNA Pol. II – mRNA, U1, U2, U4, U5
RNA Pol. III – (Classe I) rRNA 5S
RNA Pol. III – (Classe II) tRNAs
RNA Pol. III – (Classe III) U3; U6 e outros 
 snRNAs
TRANSCRIÇÃO: As RNA polimerases
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TRANSCRIÇÃO 
Reconhecimento de promotores por RNA polimerases
Eucariótico (genes nucleares)
procariótico (genes organelares)
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Eucariótico (genes nucleares)
procariótico (genes organelares)
Iniciação
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Alongamento
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TERMINAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO
- Proteína p (rho): desfaz o híbrido RNA/DNA 
- Fator independente de p (rho): Região final complementar permitindo a formação de grampo. O grampo é seguido de uma sequência poli A no DNA/poli U no RNA (combinação de bases instáveis) 
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Poliadenilação
- Presente em eucariotos: enzima Poli-A polimerase 
Sequência AAUAAA em mamíferos
- Altamente conservada 
Sinal de poliadenilação e de terminação da transcrição
Em animais somente uma sequência é presente. Em plantas, várias:
diferentes tamanhos para um mRNA: 
diferente estabilidade e tradução
Função: transporte, estabilidade, eficiência da tradução
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Poliadenilação do RNA em diferentes organismos
PLANTAS
MAMÍFEROS
LEVEDURA
FUE = far-upstream element 
NUE = near-upstream element 
An= local de poliadenilação
USE = upstream sequence element 
NUE: mais de 6 N AAAUGGAAA 
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Expressão gênica em eucariotos e em procariotos
Eventos pós-transcricionais
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MODIFICAÇÕES PÓS-TRANSCRIPCIONAIS
-mRNA (nuclear)
	- Capeamento da extremidade 5’
	- Poliadenilação na extremidade 3’
	
	- Remoção de íntrons e junção de éxons ( snRNAs )
		snRPNs (RNA, endonucleases e ligases)
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CAPEAMENTO DA EXTREMIDADE 5’
Modificações pós-transcripcionais do mRNA 
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Modificações pós-transcripcionais do mRNA 
CAPEAMENTO DA EXTREMIDADE 5’
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 POLIADENILAÇÃO 
DA EXTREMIDADE 3’
Modificações pós-transcripcionais do mRNA 
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INTRONS: Encontrados nos RNAs codificados pelos 3 genomas de plantas 
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“Anotação de seqüências é um processo múltiplo, pelo qual uma ou mais seqüências brutas de DNA ou de aminoácido são analisadas com a finalidade de atribuir características biológicas para o entendimento do contexto biológico em que estas se inserem, ou seja, sua função” (Stein, 2001)
Anotação de seqüências
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Atribuir as seqüências:
• Nomes
• Características funcionais
• Características físicas (mapping)
• Estrutura
• Participação em vias metabólicas
O que é anotação
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Perguntas a serem respondidas
• Quais seqüências codificam proteínas ou RNAs
estruturais?
• Qual é a função dos produtos gênicos preditos?
• É possível ligar o genótipo ao fenótipo (Ex: Quais
genes estão ativos e em que momento Porque
duas linhagens do mesmo patógeno variam em
patogenicidade)
• É possível traçar a história evolutiva do
organismo a partir da seqüência e organização
do seu genoma
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Tipo de anotação
Anotação automática:
• feita através de softwares
• O computador toma as decisões em relação a anotação
• Funciona bem para seqüências fácies de anotar,
• Seqüências dificeis de anotar requerem anotação manual
Anotação manual:
• feita por um “curador” humano
• Anotação de melhor qualidade
• Gasta muito tempo
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Anotação gênica
Níveis de anotação
 •Anotação no nível de nucleotídeos: procura por genes
 •Em procariotos: mais simples; procura por janelas abertas de leitura
 •Em eucariotos: complicada pela presença de íntrons e sítios de splicing alternativo
•Anotação no nível de proteínas: nomeação de proteínas e suas possíveis funções
•Anotação no nível de processos: relacionar o genoma a processos biológicos
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Busca por genes - Predição Ab Initio
• Começa com a predição de genes através da :
• identificação de ORFs
• Exame da composição de bases entre as regiões codificadoras e não codificadoras
• Reconhecimento computacional do gene (exons, introns, limite exon-intron) usando uma variedade de algoritmos de busca de genes (GLIMMER, GRAIL, FGENEH, GENSCAN GLIMMER-HMM, etc…)
http://www.geneinfinity.org/sp/sp_coding.html
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Predição gênica
transcrição
Processamento de RNA
tradução
AAAAAAA
 DNA Genômico
RNA imaturo
mRNA maturo
Polipeptídeo
enrolamento
Reagente A
Produto B
Função
Enzima ativa
Predição gênica
Identificação funcional
Gm3
Predição gênica
comparativa
determinação de promotor, exons, introns
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Predição gênica
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Predição gênica
- Uso das ferramentas: Blast ; Clustal; e Traduc (Busca por similaridade) 
1 – Blast usando sequência nucleotídica (Blastn) ou protéica (tBlastn) contra sequências (draft) de um genoma recém liberado.
2 – Comparação de sequência nucleotídica identificada com dados de mRNA/ ESTs 
Gene
cDNA deduzido
proteína deduzida
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Predição gênica
Análise in silico de promotor: Plant CARE cis-elements
http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/
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