Genética e o funcionamento do DNA

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Genética e o funcionamento do DNA
Docente: Fabrício Ramos
Discentes: Camila Gonçalves, Jussiê Adão,
Larissa Farjado e Ruth Urgal.
	Benzer explorou as propriedades de deleções parciais para mapear rapidamente novas mutações de ponto em segmentos específicos dentro do gene r II, um procedimento chamado mapeamento de deleção.
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Sítios mutacionais
As Deleções são mutações que resultam da eliminação de segmentos do DNA .Elas podem ser intercruzadas e mapeadas como as mutações de ponto. A região deletada é representada diagramaticamente por uma barra.Se os recombinantes do tipo selvagem não forem reproduzidos em um cruzamento entre diferentes deleções, as barras são mostradas superpostas.
 
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Uso de deleções no mapeamento dos sítios mutacionais
Através da testagem por deleção Benzer descobriu que algumas das mutações de rII eram, na realidade, deleções de pequenas partes de ambos os cistrons. Isto é, as mudanças genéticas que dão origem às propriedades de rII não eram características de mutações pontuais.
 
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Testagem por deleção do Locus rII
Benzer fez a análise através do mapa gênico, que apresentava 12 sítios mutacionais identificáveis:
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Fig 1
Suponhamos que um mutante, D1, não dê recombinantes rII+ quando cuzados com mutantes levando sítios alterados 1,2,3,4,5,6,7 ou 8.Assim, D1 comporta-se como se tivesse uma deleção dos sítios 1 a 8:
 9 10 11 12 
 Fig 2
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Mapeamento de deleção da região rII
Um outro mutante, D2, não dá recombinantes rII+ quando cruzado com 5,6,7,9,9,10,11 ou 12. Portanto, D2 comparta-se com se tivesse um deleção dos dois sítios de 5 a 12:
 1 2 3 4
Fig 3
Estas deleções superpostas agora definem três áreas do gene que são chamadas de i,ii,iii:
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Mapeamento de deleção da região rII
Mapeamento de deleção da região rII
Um novo mutante que dá recombinantes rII+ quando cruza-se com D1 e não cruza com D2 deve ter seu sítio mutacional na área iii. O que dá recombinantes rII+ quando cruza-se com D2 e não com D1 terá seu sítio mutacional na área i. Um novo mutante que não dá recombinantes rII+ com D1 ou com D2 terá seu sítio mutacional na área ii. Por exemplo suponha que um mutante na área iii é cruzado com D1. Esse cruzamento está representado esquematicamente logo abaixo, onde o sítio mutante é mostrado por uma barra vermelha:
 
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Mapeamento de deleção da região rII
Mapeamento de deleção da região rII
Mapeamento de deleção da região rII
Quanto mais deleções existirem no testador, mais áreas podem ser identificadas, e mais rapidamente novos sítios mutacionais podem ser localizados(Fig 9.24). Quando mapeada em uma região, a mutação pode ser mapeada em relação a outros alelos na mesma região para se obter uma posição precisa a Fig 9.25 mostra a complexidade do mapa de Benzer.
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Mapeamento de deleção da região rII
Mapeamento de deleção da região rII
Mapeamento de deleção da região rII
O uso das deleções possibilitou a Benzer definir topologia do gene,o modo pelo qual as partes são interconectadas. Através da topografia do gene Benzer examinou as diferenças que nas propriedades dos subelementos. Benzer então determinou essas diferenças perguntando se todos os subelementos ou sítios eram igualmente mutáveis ou se as mutações eram prevalentes em alguns sítios e raras em outros.Para realização desses estudos ele trabalhou com os menores subelementos mutáveis possíveis.
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ANÁLISE DE SÍTIOS MUTACIONAIS
A fig 9.26 mostra a distribuição de 1.612 mutações espontâneas no locus rII. Com suas próprias palavras Benzer disse que a distribuição é aleatória. A distribuição sendo aleatória demonstra que nem todos os sítios são igualmente mutáveis.Benzer denominou esses sítios que são mais mutáveis que outros como pontos quentes. O ponto quente mais proeminente foi representado na coleção de 1.612 mutações. Examinou a distribuição de Poisson calculada para determinar o número de sítios que tinham apenas uma ou duas ocorrências(Fig. 9.27), Benzer conseguiu mostrar que pelo menos 60 sítios eram verdadeiramente mais mutáveis que os que tinham uma ou duas ocorrências.
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ANÁLISE DE SÍTIOS MUTACIONAIS
ANÁLISE DE SÍTIOS MUTACIONAIS
ANÁLISE DE SÍTIOS MUTACIONAIS
Benzer com a ajuda do mapeamento de deleção consegui mapear um extraordinário número de mutações no locus rII uma em relação às outras. Estes experimentos mostraram que as mutações no mesmo gene de fato recombinam umas com as outras. Este resultado nega a teoria das contas da genética clássica, que diz que a recombinação pode ocorrer entre genes mas não dentro dos genes.
Outra coisa que contraria a teoria das contas e que a análise de Benzer da ultra-estrutura do gene demonstrou que cada gene consiste em uma disposição linear de subelementos e que estes sítios dentro de um gene podem alterados por mutação e sofrer recombinação.De acordo com um dos pontos da teoria das contas que diz que apenas o gene como um todo é mutável, e não partes do gene. 
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DESTRUIÇÃO DA TEORIA DAS CONTAS
Benzer contribuiu para a genética clássica e os conhecimentos da estrutura química do DNA revelada por Watson e Crick fazendo a ponte entre elas. A teoria das contas diz que a estrutura de watson e Crick não faz sentido. No entanto Benzer juntou as duas disciplinas contribuindo com uma nova era pra genética molecular. A Fig 9.28 ilustra a análise de ultra-estrutura do locus rII e sua correspondência com a estrutura do DNA.
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DESTRUIÇÃO DA TEORIA DAS CONTAS
DESTRUIÇÃO DA TEORIA DAS CONTAS 
Continuando com seus estudos e através de seus experimentos, Benzer estudou o conceito de complementação. A partir daí ele queria descobrir se em toda região rII do fago T4 atuava como uma única unidade funcional ou se ela é feita de subunidades que funcionam independentemente. Então ele testou as mutações que ele havia mapeado na região rII para ver se as várias combinações de pares de mutações restaurariam o fenótipo tipo selvagem.Em outras palavras,Benzer procurou a complementação nas E.coli hospedeiras que eram temporariamente “diplóides” para o cromossomo T4.Para fazer isto, ele fez uma infecção mista com mutantes rII diferentes (Fig 9.29). Sua tática para o fenótipo tipo selvagem foi a habilidade em lisar E.coli K hospedeiras. Devemos lembrar que os mutantes rII não podem fazer isso mas os fagos tipo selvagem podem.
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COMPLEMENTAÇÃO
COMPLEMENTAÇÃO