User:Maria Ines Goncalves/Notebook/Aulas Biologia Molecular 2010/2010/03/09

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Gene e mRNA
A sequência do genoma humano apresentada abaixo provém do cromossoma 11 e contém o gene da beta-globina:

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A seguinte sequência corresponde ao mRNA da beta-globina:

ACATTTGCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGCAACCTCAAACAGACACCATGGTGCATCTGACTCCTGA GGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGC AGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACTCCTGATG CTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGGC TCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGAT CCTGAGAACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCA CCCCACCAGTGCAGGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCA CTAAGCTCGCTTTCTTGCTGTCCAATTTCTATTAAAGGTTCCTTTGTTCCCTAAGTCCAACTACTAAACT GGGGGATATTATGAAGGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAAAAACATTTATTTTCATTGCAAAA AAAAAAAAA


 * Compare as duas sequências (utilize o alinhamento blast online)

Há porções do DNA que não são transcritas pois devem corresponder a intrões que não surgem na molécula de mRNA devido à ocorrência de splicing. A sequência de mRNA obtida corresponde aos exões. Outra diferença é a adição de vários nucleótidos de adenina à molécula de mRNA, fenómeno associado à finalização da transcrição.
 * Que diferenças encontra e qual a sua origem?

Inicia-se no nucleótido 546, 26 nucleótidos após a TATA box, que neste caso é incompleta (falta-lhe o primeiro T) mas que serve o propósito de promover o inicio da transcrição. Além disto, encontram-se antes da TATA box outros elementos que promovem e regulam a transcrição.
 * Onde se inicia a transcrição e porquê?

No caso da tradução realizada a partir da sequência de DNA não seria obtida nenhuma proteína devido ao elevado número de codões Stop que surgem, mas mesmo que eventualmente fosse possível obter a proteína (em ambas as leituras é possível encontrar Met V H L) esta seria diferente devido ao quadro de leitura ser "desviado" por serem traduzidas zonas intrónicas, que no caso da tradução do mRNA não surgem. Adicionalmente, verifica-se na sequência de mRNA uma certa degenerescência que não é encontrada na de DNA. Ambas apresentam porções antes e após a sequência que não são traduzidas (UTR - Untranslated Region).
 * Experimente traduzir ambas as sequências (tradução online). O que sucede e que implicações tem para o processo de expressão génica?

Em ambas as situações, as sequência de DNA e mRNA são semelhantes uma vez que não existem regiões que sofram splicing e acabem por não ser transcritas. Há uma correspondência directa entre o gene e o transcrito. São poucos os genes de bactérias e de levedura que tenham regiões intrónicas.
 * Se estivesse a comparar a sequência de um gene de E. coli e seu transcrito, que diferenças esperaria encontrar? E se fosse de S. cerevisiae (levedura)?

Como não reconhecem zonas intrónicas seria necessário fornecer uma molécula de DNA que apenas contivesse as regiões exónicas, ou seja, a molécula de DNA complementar ao transcrito. Ter o cuidado de criar uma molécula associada a um promotor reconhecido pela bactéria ou levedura para que o gene seja transcrito. As UTR também podem não estar presentes e serem substituídas por sequência melhor reconhecidas pelos microorganismos em questão.
 * As bactérias e leveduras podem ser crescidas facilmente em grandes quantidades, o que permite a utilização destes organismos como "fábricas" de produção de proteínas. Se pretender utilizar estes organismos para produzir uma proteína humana, que aspectos terá de ter em consideração?


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