PRINCPIOS GERAIS DARECOMBINAO DO DNA

NDICE Introduo

Evoluo: mutao e recombinao do DNA

Erros de Recombinao: Cncer?

Engenharia Gentica e Transgnicos

Recombinao homloga

- Modelo Holliday

- Modelo de Meselson e Radding

- Modelo de quebra da fita dupla

Recombinao no-homloga

- Recombinao stio-especifica

- Transposio

- Ligao de extremidades no-homlogas

Referncias

INTRODUO

Recombinao Gnica: a troca de informao gentica

Responsvel pela mistura entre os genes diferentes dos seres

vivos

Variabilidade gentica

EVOLUO: MUTAO E RECOMBINAO DODNA

Mutao Recombinao

Mutaes so alteraes hereditrias na sequncia do DNA. Promove o surgimento de novos genes. Fonte primria da variao hereditria. Espontneas: Podem resultar de erros na replicao, danos ou erros

introduzidos durante o reparo dos danos no DNA.

Influncias externas: por fatores do ambiente que podem aumentar a incidncia de erros genticos como raios X, substncias presentes no fumo, luz UV, cido nitroso, alguns corantes, etc.

Recombinao: mistura de genes entre indivduos de uma mesma espcie aumento da variabilidade primariamente produzida pela mutao.

ERROS DE RECOMBINAO: CNCER?

Cncer: clulas de tumoresmalignos so caracterizadas pordiviso celular desregulada eresistncia apoptose.

Erros de recombinao podem levara duplicaes ou delees de genes,fuses de genes e rearranjos decromossomos.

Leucemia mieloide crnica elucemia linfcita aguda podemresultar de translocaes entre oscromossomos 9 e 22 que criamprotenas de fuso que funcionacomo um oncogene.

Macrfagos atacando clula cancerosaFONTE:https://vivaavida.files.wordpress.com/2008/07/800px-macs_killing_cancer_cell.jpg

ENGENHARIA GENTICA E TRANSGNICOS

Transgnico: organismo que contm um oumais genes transferidos artificialmente deoutra espcie recombinao exgena doDNA.

Engenharia Gentica: conjunto de tcnicasque envolvem a manipulao de genes deum determinado organismo, geralmente deforma artificial.

Aplicaes:- Vegetais resistentes s pragas- Vegetais mais nutritivos- Aumento da produo- Insulina- Hormnio do crescimento de bovinos

RELEMBRANDO: CROMOSSOMOS

FONTE: http://2.bp.blogspot.com/-VlPr1SCw0UI/T1ZEofmwENI/AAAAAAAAAHM/TvoasLsxptM/s1600/cromosomo.jpg

Estrutura de um cromossomoFONTE:http://2.bp.blogspot.com/-ch0c6TycgZ4/T_61ysC13I/AAAAAAAAAqY/BMSCEPfQd04/s1600/CROMATIDE.png

RELEMBRANDO: MEIOSE I PRFASE I

FONTE:http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/11/meiose1.jpg

Crossing overFONTE:http://legacy.hopkinsville.kctcs.edu/instructors/Jason-Arnold/VLI/VLI/VLI818/m2celldivision/f9-04_crossing-over-_c.jpg

RECOMBINAO GNICA

HOMLOGA (recombinao geral)

NO HOMLOGA

FONTE: http://www.ufac.br/ccbn/genetica/images/recomb.png FONTE:http://www.gov.mb.ca/health/publichealth/diseases/escherichia_coli.html

Recombinao Homloga

Ocorre entre sequncias idnticas ou quase idnticas

Cromossomos no so passados intactos de gerao para gerao

+

+

RECOMBINAO HOMLOGA

Entre duas sequncias de DNA homlogas:limite de 10% de divergncia.

Em eucariotos: recombinao acontecedurante a formao das clulas reprodutivas

Acontece durante a primeira etapa divisriada meiose: prfase I (crossing-over).

RECOMBINAO HOMLOGA

A recombinao entre cromossomos diferentes podelevar a cncer

A recombinao homloga recproca

Gera diversidade gentica

DIVERSIDADE (VARIABILIDADE)

GENTICA

Maioria dos indivduos brancos

Lquens Brancos

Poluio decorrente da chegada de industrias

Escurecimento dos Lquens

RECOMBINAO HOMLOGA

MODELO DE HOLLIDAY

+

+ +

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X Gene X

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x Gene x

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Juno Holliday

MODELO DE MESELSON E RADDING

+

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X Gene X

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x Gene x

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

DNA polimeraseelonga a

extremidade 3-OH deslocando a extremidade

5

Juno Holliday

MODELO DE QUEBRA DA DUPLA-FITA

A

T

C

G

T

C

G

G

C

G

C

Gene X

Gene X

Gene X

Gene X

Gene x

Gene x

Gene x

Gene x

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene Y

Gene y

Gene y

Gene y

Gene y

T

Exonuclease

Enzimas de reparo

MODELO DE QUEBRA DA DUPLA-FITA

G

GC

G

CG

C

C

Gene X

Gene X

Gene x

Gene x

Gene Y

Gene Y

Gene y

Gene y

Utiliza a fita no degradada como molde para realizar o

elongamento das extremidades livres

Juno Holliday

DNA polimerase

RECOMBINAO HOMLOGA:

RESUMOModelo Holliday

Modelo Meselson e Radding

Modelo Quebra da Dupla-Fita

Homologia Sim Sim Sim

IniciaoDuas quebras em

uma nica fitaUma quebra em fita

nicaUma quebra na

dupla-fita

Invaso por FitaUma fita de cada duplex invade a outra recproca

A quebra nica elongada invade o

outro duplex

Uma ou duas fitas invadem o outro

duplex

Intermedirio Chave

Juno Holliday Juno Holliday Juno Holliday

HeteroduplexFormado

Sim - Simtrico Sim - Assimtrico Sim Assimtrico

RECOMBINAO NO-HOMLOGA

Envolve segmentos de DNA sem qualquer similaridade entre si.

A B C

D E F

A B

D E

F

C

RECOMBINAO NO-HOMLOGA

Ligao de Extremidades No -

HomlogasTransposio

Recombinao Stio Especfica

Recombinao No -Homloga

STIO-ESPECFICO

Enzimas especializadas catalisam a integrao de uma sequncia em pontos especficos do DNA.

No envolve extensa homologia entre as sequncias de DNA como no crossing-over.

Essas enzimas catalisam a quebra e a reunio das molculas.

RECOMBINAO NO-HOMLOGAINTEGRAO DO BA

CTERIFAGO NO CROMOSSOMO E. COLI

Primeiro sistema de recombinao stio-especfica estudado in vitro.

Integrao do DNA (vrus) em um cromossomo bacteriano.

A recombinao ocorre em stios especficos.

Enzima integrase

Stio de ligao do fago attP

Stio de ligao bacteriano attB

Fonte: Lehninger; Princpios de Bioqumica. Porto Alegre: Artmed Editora. 2014. 6 Ed.

TRANSDUO

Adsoro parede celular bacteriana. Penetrao do genoma viral.

Replicao do genoma viral. Lise da clula bacteriana.

Fonte: http://www.slideshare.net/mrtangextrahelp/07-lytic-vs-lysogenic-cycle

TRANSPOSIO

Movimento de pedaos especficos de DNA no genoma.

Transposio direta: uma sequncia removida de um local no genoma e inserida em outro local do genoma, sem que a original seja perdida.

Transposio replicativa: uma cpia da sequncia inserida em outro local do genoma, sem que a original seja perdida.

Transposases so as enzimas que catalisam a transposio

Fonte: Lehninger; Princpios de Bioqumica. Porto Alegre: Artmed Editora. 2014. 6 Ed.

TRANSPOSIO

TRANSPOSIO Alguns pedaos de DNA, chamados transposons codificam transposases. Transposons podem se mover para novos lugares dentro de um cromossomo

ou se integrar a outros cromossomos. Uma frao significativa do genoma humano resultou do acmulo de

transposons. Algumas mutaes se devem a insero de um transposon dentro de um

gene, alterando sua codificao.

Fonte:http://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/marcostuliooliveira/aula5_recombinacao.pdf

LIGAO DE EXTREMIDADES NO-HOMLOGAS

Conhecida tambm como recombinao ilegtima. No necessrio nenhuma homologia. No necessrio sequncias especiais no DNA. Extremidades quebradas de um DNA duplex podem recombinar

com outra duplex. Pode gerar mutaes.

Fonte:https://www.ufpe.br/biolmol/Genetica-Medicina/ferramentas_gen_mol_hum.htm

REFERNCIAS

Lehninger;Princpios de Bioqumica. Porto Alegre: Artmed Editora. 2014. 6 Ed. DEVLIN; Manual de Bioqumica com correlaes clnicas. So Paulo: Editora Edgard

Blucher Ltda. 2011. Traduo da 7 edico americana. http://www.ib.usp.br/evolucao/inic/text8.htm http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/nucleo14.php http://www.moodle.ufba.br/mod/book/view.php?id=84098 http://labs.icb.ufmg.br/lbcd/prodabi3/grupos/grupo2/program/rearranjo12.html https://www.youtube.com/watch?v=aJS1nv7uahU http://pt.slideshare.net/EmileneFreires/seminrio-7-ligao-recombinao-e-mapas-

genticos http://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/marcostuliooliveira/a

ula5_recombinacao.pdf http://www.klickeducacao.com.br/bcoresp/bcoresp_mostra/0,6674,POR-853-

4461,00.html http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/nucleo12.php