Aula 3 - Organização genômica

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Medicina 9 de Julho – Amanda Lua 
ORGANIZAÇÃO GENÔMICA 
v Projeto genoma → busca mapear a sequência de nucleotídeos de uma determinada espécie. 
o Genes codificam alguma informação. 
o Projeto genoma não se trata simplesmente de codificação de genes porque não é interessante 
saber apenas do DNA que é transcrito em RNA. 
v Região intergênica: região situada entre genes 
v Um gene possui uma região promotora, éxons, íntrons e uma região terminadora. 
 
v Análises genômicas permitem 
determinar as relações evolutivas entre 
os seres vivos. 
 
v Divisão em três domínios 
o Bactérias 
o Arqueias 
o Eucariotos 
 
v Constituição genômica 
o Genoma é definido como todo material genético que o ser vivo possui. 
§ Vírus – DNA ou RNA ou DNA e RNA 
§ Procariotos (bactérias e arqueas) – DNA 
§ Eucariotos – DNA 
 
v Evolução dos seres vivos → os seres vivos evoluem a partir de alterações que ocorrem em seu 
material genético. 
o Mutação: alteração no material genético. Podem ser sinônimas, deletérias ou conferem 
vantagens evolutivas 
§ Genes que codificam proteínas apresentam menor variabilidade genética 
§ Genes que não codificam proteínas podem mutar de forma mais constante 
o Tipos de inovações genéticas: 
§ Mutação intragênica: um gene existente 
pode ser modificado aleatoriamente por 
mudanças em sua sequência de DNA 
§ Duplicação gênica: um gene existente 
pode ser duplicado acidentalmente, 
criando um par de genes inicialmente 
idêntico dentro de uma célula; esses dois 
genes podem, desse modo, divergir ao 
longo do curso da evolução. 
§ Embaralhamento de segmento de 
DNA: dois ou mais genes existentes 
podem ser clivados e ligados novamente, 
formando um gene híbrido que consiste 
em segmentos de DNA que 
originalmente pertenceram a genes 
separados. 
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§ Transferência horizontal (intercelular): uma porção de DNA pode ser transferida do 
genoma de uma célula para o genoma de outra – até mesmo para uma de outra espécie. 
Esse processo contrasta com a habitual transferência vertical de informação genética 
que ocorre dos pais à progênie. 
 
v Projeto Genoma Humano (início em 1990) 
o Objetivos: 
§ Identificar todos os genes do genoma humano 
§ Determinar a sequência dos cerca de 3,2 bilhões de pares de bases 
§ Armazenar a informação em bancos de dados 
§ Desenvolver ferramentas de análise de dados 
→ Genes: sequência completa de ácidos nucleicos necessária para a síntese de um produto gênico 
funcional (polipeptídeo ou RNA). 
o Neste projeto, foi realizado o mapeamento genético também de outros organismos: 
§ Escherichia coli, Saccharomyces cerevisae, Drosophila melanogaster, o nematódeo Caenorhabditis 
elegans, etc. 
o Genoma humano: genoma nuclear + genoma mitocondrial 
v Pseudogenes: sequências de DNA que se assemelham muito a genes funcionais, mas não codificam 
proteínas. 
o RNAr 
o RNAt 
o RNA de controle de splicing 
o RNA de controle de expressão gênica, pós-transcricional – miRNAs (isto é, micro RNAs) 
 
v Genoma humano 
o 1,5% codificam proteínas 
o 5% reguladores de expressão gênica 
o 50% DNA cópia única 
o 50% classes de DNA repetitivos: contribuem para manter a estrutura do cromossomo e são 
uma fonte importante de variação entre indivíduos diferentes 
§ Repetições em tandem 
§ Elemento nuclear intercalado longo – LINE 
§ Elemento nuclear intercalado curto – SINE (família Alu) 
 
v Organização gênica 
o Upstrem 5’- região anterior ao sítio de início de transcrição 
o Downstream 3’ – final 
o Região promotoda – localizada no início do gene. Contém sítio de iniciação 
o TATA Box – sequência conservada no promotor rica em A e T. 
o Éxons – regiões codificantes 
o Íntrons – regiões não codificantes 
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v Splicing alternativo: 
 
v DNA mitocondrial 
o Maior parte do nosso DNA mitocondrial é de origem materna. 
o Mutações no DNA mitocondrial prejudicam principalmente tecidos que requerem amaior 
demanda de ATP ou demanda rápidas e variáveis. 
§ Ex.: neuropatia óptica hereditária de Leber (degeneração do nervo óptico e perda 
visual progressiva) 
§ Doenças relacionadas a musculatura esquelética 
 
→ Exemplos de regiões repetitivas codificantes 
o Região codificadora de RNA ribossomal → 100 a 200 cópias alinhadas (em tandem) no 
genoma. 
o Genes que codificam histonas, RNAr, RNAt ocorrem em sequências repetidas em tandem, 
estão próximos. 
§ Isso porque inúmeras cópias são necessárias para atender a demanda celular. 
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v Transpósons e Retrotranspósons – Mutações 
o Hemofilia e Distrofia Muscular: LINEs (L1 – 
850.000 cópias) 
o Neurofibromatose: SINEs (Sequência Alu – 
1.500.000 cópias) 
§ SINEs (short interspersed elementes: ~200 pb) 
§ LINEs (long intererspersed elements: ~6.000 
pb) 
 
v Sequências repetitivas não codificantes – VNTR 
o São sequências repetidas (em tandem) que estão 
em regiões específicas do genoma (centrômero e 
telômero). 
o Servem para análise da variabilidade genética e identificação de indivíduos, podendo ser 
utilizadas na genética foresente e em testes de paternidade. 
o VNTR (Variable Number Tandem Repeats): unidades repetitivas em tandem que variam muito 
entre indivíduos de uma população, caracterizando polimorfismo genético. 
o Minisatélite (15 a 100 nucleotídeos): DNA fingerprint, teste de paternidade e mapeamento 
genético. 
o STRs (Short Tandem Repeats): curtas unidades de repetição, até 14 nucleotídeos 
o Microsatélite: vínculo biológico e identificação individual