recombinação genetica

Download Recombinação genetica

Post on 22-May-2015

16.858 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1. Recombinao gentica Prof. Dra. Adriana Dantas UERGS Bento Gonalves

2. Introduo Exatido de replicao do DNA e do reparo dosdanos para manuteno da informao genticagarante sua transmisso dos progenitores a suaprole Recombinao importante para a gerao dediversidade gentica, crucial para a evoluo. Diferenas genticas entre os indivduos provem omaterial inicial essencial para seleo natural, aqual permite que as espcies evoluam e adaptem-se a mudanas nas condies ambientais. 3. Recombinao geral ourecombinao entre homlogos Permite que genes sejam rearranjados emdiferentes combinaes. Resulta na troca de genes entre cromossomoshomlogos pareados durante a meiose. Envolvida em rearranjos de seqnciasespecificas de DNA que alteram a expressogenica durante o desenvolvimento ediferenciaao celular. 4. Recombinao geral A quebra e a religao de duas duplas hlices de DNA homologas geram duas molculas de DNA que sofreram entrecruzamento (crossed). Na meiose, este processo permite que cada cromossomo contenha uma mistura de genes maternos e paternos. 5. Meiose IFase: Profase I (sub-fases)Leptteno inicia-se a individualizao dos cromossomos estabelecendo acondensao (espiralizao);Zigteno aproximao dos cromossomos homlogos;Paquteno mximo grau de condensao dos cromossomos, os braos curtos elongos ficam mais evidentes e definidos, dois desses braos, em respectivoshomlogos, se ligam formando estruturas denominadas bivalentes ou ttrades.Momento em que ocorre o crosing-over, isto , troca de segmentos (permutao degenes) entre cromossomos homlogos;Diplteno comeo da separao dos homlogos, configurado de regies quiasmas(ponto de intercesso existente entre os braos entrecruzados, portadores decaractersticas similares);Diacinese com separao definitiva dos homlogos, j com segmentos trocados. LepttenoZigteno PaqutenoDipltenoDiacinese Prfase I 6. Recombinao na meiose(1) Duas molculas de DNA homologas,geralmente oriundas de diferentescromossomos, se entrecruzam(crossover), isto , suas duplas hlices soclivadas, e as duas extremidades sounidas as fitas opostas correspondentes,formando duas hlices intactas, cada umacomposta por partes das duas molculasDNA iniciais. 7. Recombinao na meiose(2) O sitio da permuta (isto , local em quea dupla hlice vermelha ligada a duplahlice cinza) pode ocorrer em qualquerlugar das seqncia nucleotdeoshomologas das duas molculasparticipantes 8. Recombinao na meiose(3) No local da permuta, a fita de DNA deuma molcula de DNA pareada a fita dasegunda molcula DNA, criando umajuno de heteroduplex (quiasmas) queune as duas hlices. Esta regio de heteroduplex pode conter vrios nucleotdeos. 9. Recombinao de meiose(4) Nenhuma seqncia de nucleotdeos alterada no local da troca, normalmenteocorre alguma replicao de DNA, mas oseventos de clivagem e a religaoacontecem de modo to preciso quenenhum nucleotdeo perodo ouadicionado. 10. Como essa juno heteroduplex formada ecomo as duas regies homologas reconhecemuma a outra no local do crossover? Reconhecimento ocorre durante um processo chamado sinapse de DNA Ocorre a formao de pares de bases entre as fitas complementares das duas molculas de DNA 11. Sinapse de DNA Essencial para recombinao geral na meiose, necessria apenas uma quebra em uma dasduas fitas de uma hlice de DNA, para produziruma fita exposta para a sinapse, Ocorre a quebra de uma ligao fosfodiesterpermite que uma das extremidades separe-se desua fita complementar, liberando-a para formaruma pequena heteroduplex com uma segundahlice de DNA intacta assim iniciando asinapse. 12. Recombinao E.coli A recombinao geral requer vrios tipos de enzimasespecializadas, alem de protenas (DNA polimerase, ligasee protenas SSB) Em especial a protena RecA de E. coli tem funo centralna recombinao entre cromossomo. A protena RecA catalisa a reao de sinapse de DNA devrias etapas entre uma dupla hlice e uma regio de fitasimples de DNA homologa. Estudos em bactrias, levou ao desenvolvimento domodelo molecular de recombinao - Modelo de Holliday(1964). 13. Modelo de Holliday A recombinao iniciada pela introduo decortes em posies idnticas nas duas molculasde DNA parental. As fitas de DNA clivadas sofrem desenrolamentoparcial, e cada uma dessas junta a outramolcula por pareamento de basescomplementares com fitas entrecruzadas. 14. Modelo de Holliday Aps a formao de juno de Holliday, a juno dasfitas entrecruzadas gera molculas recombinantes. Pode gerar dois diferentes ismeros: Heteroduplex recombinantes Heteroduplex no recombinantes Entretanto, esse modelo no explica como arecombinao iniciada por cortes simultneos emambas as molculas parentais, na mesma posio 15. Estrutura molecular de um junode Holliday 16. Recombinao por quebra de dupla fita Ambas as fitas de DNAsofrem resseco pornucleases que digerem oDNA no sentido 5 para 3,produzindo extremidadesde fita simples. Estas fitas invadem outramolcula parental porpareamento homologo debases. 17. Enzimas envolvidas na recombinaohomologa A protena central RecA. Promove a troca de fitas entre DNAs homlogos,levando a formao de heteroduplex. A ao da RecA tem trs estgios: RecA se liga ao DNA de fita simples, recobrindo e formando um filamento de protena com o DNA RecA ligada ao DNA de fita simples se liga a uma segunda molcula de DNA de fita dupla, formando um complexo entre dois DNAs. Segue-se um pareamento especifico, por complementariedade de bases, da fita simples de DNA com seu complemento, e forma um heteroduplex. 18. Proteinas de E. coli envolvidas Aps a formao de uma juno de Holliday, umcomplexo de trs outras protenas envolve-se com arecombinao: RuvA, B e C A RuvA reconhece a juno de recruta a Ruv B, que agecomo um motor que direciona a migrao do sitio dajuno no qual as fitas se entrecruzam, onde serocortadas e reunidas, A RuvC resolve a juno atravs da clivagem de fitasentrecruzadas, A juno das fitas cortadas, atravs da ligao, completao processo de duas molculas recombinantes. 19. RuvA DNA-Binding Surface 20. RuvA RuvB DNA Complex 21. The interaction of RuvC withHolliday junction 22. Mecanismos moleculares darecombinao gentica Recombinao homloga durante o reparo do DNA Recombinao entre cromossomos bacterianos durante a troca de material gentico 23. Recombinao geral Tambm conhecida como recombinao homologa apermuta ocorre entre um par de seqncia de DNAhomologas. Estas seqncias esto localizadas em duas copias domesmo cromossomo, apesar de outros tipos demolculas de DNA. Essencial para correta segregao cromossmica queocorre durante a meiose de bacterias, fungos, plantas eanimais 24. Troca gentica entre procariotos No ocorre entre dois genomas inteiros (como ocorrenos eucariotos) Ocorre entre um genoma completo, derivado de F-(fator de fertilidade nas fmeas, so receptoras) chamado de endogenoto Genoma incompleto , derivado do doador, chamadoexogenoto. Forma um diplide parcial ou merozigoto. 25. Crossing-over entre exogenoto e um merozigotoa+ exogenotoa+a- (a) a- a+a- endogenoto invivelmerozigoto(a)Um nico crossing leva a cromossomo a+ a+ linear parcialmente (b) diplide a-(b) Um numero par de a- crossing leva a um anel mais um invivel fragmento linearvivel 26. Crossing-over de merozigoto Um nico crossing seria muito til para gerar recombinantes viveis, pois o anel quebrado para produzir um cromossomo estranho, linear, parcialmente diplide. Para haver um anel intacto preciso um numero par de crossing 27. Recombinao sitio-especifica Ocorre entre seqncias de DNA especificas, homologassomente em uma pequena regio. Bacterifago recombina com E. coli Interage com o cromossomo bacteriano, formando um pr-fago que mantido como parte do genoma bacteriano(processo chamado lisogenia) DNA de E.coli e bacterifago sofrem recombinao em sitiochamado att (ligao: do ingls attachment). Recombinao do sitio attP (do fago) x attB (bactria), osquais tem aproximadamente 240 e 25 nucleotdeos decomprimento, respectivamente. 28. Processo de recombinao O processo mediado por uma protena de chamada integrase (Int), a qual se liga aos stiosattP e attB, formando o complexo Int-attP seliga a attB. Os fagos e as bactrias trocam as fitas de DNAem uma regio central de 15 nucleotdeoscompartilhada entre os dois stios. A protena Int introduz cortes desalinhados naregio central homologa entre attB e attP,catalisa a troca das fitas, e liga as fitasquebradas, integrando o DNA de nocromossomo de E. coli.

Recommended

View more >