Genoma humano

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genoma humano
Lavínia Vasconcellos Patrus Pena 2019
2019
· Todas as células têm um código genético que orienta os detalhes de anatomia, fisiologia e bioquímica
· Enormes amplificação e integração do conteúdo de informações quando se passa dos genes para os seus produtos na célula
· Fenótipo: manifestação do genoma
· Regiões codificadoras e não codificadoras -> regiões podem influenciar entre si -> interligação
· Proteínas influenciam a ação de outras proteínas
· Genes que geram vários produtos diferentes -> modificações bioquímicas, codificação alternativo -> proteoma
· DNA -> transcrição (dentro do núcleo) -> RNA mensageiro -> sai do núcleo -> tradução
· Éxons: determinam a sequência de aminoácidos
· Íntros: regiões não codificantes de proteínas transcritas inicialmente em RNA no núcleo 
· Ausentes no RNAm maduro no citoplasma ("spliced out")
· TAR: regiões transcricionalmente ativas -> dentro dos íntros, tinham regiões que tinham uma função para o corpo
· Região promotora: indica o início da transcrição
· DNA lixo Vs TAR (regiões transcricionalmente ativas)
· Equivalem + de 50% do nosso genoma e grande parte é conservada/mantida
· RNA não codificantes (RNAnc)
· Muitas funções -> a maioria é desconhecida
· Algumas regiões formam o RNAr e RNAt (de transferência)
· RNApno (nucleolares) -> envolvidos na modificação de RNAr
· RNAlnc (não codificantes longos) -> papel na regulação gênica, silenciamento gênico e em doenças humanas
· Micro RNA (miRNA) -> suprimem a tradução de genes alvos
· Controlam a atividade de até 30% de todos os genes codificantes
· Síndrome de Feingold
· Anormalidades digitais, microcefalia, dismorfias faciais, como fissuras palpebrais curtas, déficit de aprendizagem, anormalidades cardíacas e renais, perda da audição
· Bases do RNA: U C A G
· RNAm: produto da transcrição -> carregar a informação codificada
· RNAr -> local de ligação para as moléculas envolvidas na síntese proteica
· RNAt: transportador ou de transferência: fornece a ligação molecular entre o código contido na sequência de bases do RNAm e a sequência de aminoácidos da proteína
· Transcrição:
· Atuação da RNA polimerase: abrir as fitas de DNA
· Transcreve genes de RNAr
· Codificam para pre-mRNA
· Começa na região não transcrita -> onde tem o promotor (UTR)
· DNA não transcrito = DNA codificante ou senso
· RNA formado igual ao DNA que não foi transcrito (só trocar a U pela T)
· DNA molde = fita não codificante ou antissenso -> DNA transcrito
· Adição de CAP (capuz) na extremidade 5' do RNA (protege de ação de fosfatases e nucleases)
· Adição da cauda poli A na extremidade 3' do RNA (aumenta a estabilidade do RNA)
· Splicing -> formação de RNA madura -> sair da célula
· Tradução
· No citoplasma
· RNAt -> específico para cada aminoácido
· 3 base no RNAs = códon
· Anticódon no RNAt
· Código degenerado (um mesmo aminoácido pode ser codificado por + de um códon, mas o contrário não ocorre)
· A: entrada
· P: leitura
· E: saída
· Proteína liberadora -> corta a tradução do RNA quando chega a um dos stops códons
· Epigenética = estudo das alterações (não no DNA) reversíveis no ambiente da cromatina como determinantes da função gênica
· Epigenômica: tudo considerado no contesto do genoma
· Projeto ENCODE: explorar padrões epigenéticos ao longo da cromatina em larga escala no genoma
· Compreender melhor o controle da expressão gênica em diferentes tecido ou estados de doença
· Mecanismos epigenéticos: modificação do DNA sem alteração no código genético
· Modificações no DNA: metilação
· DNA não muda -> apresentando grupo metil
· Acontece na citosina -> adição no quinto carbono de um grupo metil
· Regiões ricas em C e G
· Desmetilação
· Recrutamento de proteína específicas da ligação metil-CpG, que recrutam enzimas de modificação da cromatina para silenciar a transcrição
· Modificações de histona: altera empacotamento cromatina -> principalmente na cauda das histonas
· Metilação
· Fosforilação 
· Acetilação
· Em resíduos de aminoácidos específicos das histonas afetam a compactação da cromatina ou sua acessibilidade, ativam ou silenciam a expressão gênica
· Relacionada também com a sensibilidade da expressão gênica
· Menos na H1 (região de dentro)
· Substituição de variantes de histona: marcam a cromatina - associada a regiões particulares do genoma
· Substituem as histonas principais
· Geram cromatinas especializadas
· Podem marcar regiões do DNA que requerem reparo -> sinalização da região
· Transcriptoma (RNA): conjunto completo de transcritos (RNAs mensageiros, RNAs ribossômicos, RNAs transportadores e os microRNAs) de um dado organismo, órgão, tecido ou linhagem celular
· Proteoma (proteínas): conjunto de proteínas expressas em resposta a definidas condições ambientais ou temporais de um sistema 
· Desequilíbrio alélico: existe naturalmente nas células
· Célula pode conter 300.000 cópias de RNAm
· Abundância de RNAm pode variar muito dentro de uma mesma célula
· Genes ativos: maioria expressa em níveis baixos (<10 cópias) e alguns, em níveis muito altos
· Padrões de expressão alélica
· Expressão balanceada -> porcentagens iguais
· Desequilíbrio -> + de uma do que de outra
· Monoalélica -> expressão de um único alelo
· Rearranjo somático -> linfócito tem que reconhecer todos os parasitas, vírus…
· Envolve corte e colagem de sequencias do DNA nos precursores de linfócitos e envolvem apenas um dos dois alelos, escolhidos aleatoriamente
· Linfócitos respondem aquilo que o corpo entra em contato
· Aleatória
· Regulação epigenética diferencial dos dois alelos
· Olfato: apenas um único alelo de um gene de R0 é expresso em cada neurônio sensorial olfatório
· Imprinting de origem parental -> silenciamento de um lócus
· Apagado na hora que aconteceu a espermatogênese ou ovocitogênese
· Homem -> o que é de origem paterna
· Mulher -> o que é de origem materna
· Silenciamento de um determinado gene -> por compensação, o filho pode receber o gene da origem parental aposta que recebeu o imprinting
· Inativação do cromossomo X (outro exemplo de desequilíbrio alélico)
· Aleatório -> algumas células: X materno inativado; outras: X paterno (mulher = mosaico)
· Controlado pelo lócus XIST (centro de inativação do X)
· X inativado -> formação do corpúsculo de Barr
· Relevância clínica da variação da expressão gênica
· Expressão regulada envolve um conjunto de inter-relações complexas
· Estrutura gênica, Empacotamento da cromatina, Regulação epigenética, Transcrição, Splicing de RNA, Estabilidade do RNAm, Tradução, Processamento, Degradação de proteínas
· Síndrome de Prader Will
· Causa + comum: imprinting em um lócus do cromossomo 15 origem paterna
· Sintomas clássicos: fome excessiva e hipotonia
· Pode levar a obesidade, diabetes e hipertensão arterial
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lAVÍNIA VASCONCELLOS PATRUS pena