User:Ana Luisa Van Innis/Notebook/Caderno BioMol/2010/03/10
 Project name
|
 Main project page Previous entry Next entry
|
Entry title
| |
Gene e mRNA
A sequência do genoma humano apresentada abaixo provém do cromossoma 11 e contém o gene da beta-globina:
CACACATATATATATATATTTTTTCTTTTCTTACCAGAAGGTTTTAATCCAAATAAGGAGAAGATATGCT
TAGAACCGAGGTAGAGTTTTCATCCATTCTGTCCTGTAAGTATTTTGCATATTCTGGAGACGCAGGAAGA
GATCCATCTACATATCCCAAAGCTGAATTATGGTAGACAAAACTCTTCCACTTTTAGTGCATCAACTTCT
TATTTGTGTAATAAGAAAATTGGGAAAACGATCTTCAATATGCTTACCAAGCTGTGATTCCAAATATTAC
GTAAATACACTTGCAAAGGAGGATGTTTTTAGTAGCAATTTGTACTGATGGTATGGGGCCAAGAGATATA
TCTTAGAGGGAGGGCTGAGGGTTTGAAGTCCAACTCCTAAGCCAGTGCCAGAAGAGCCAAGGACAGGTAC
GGCTGTCATCACTTAGACCTCACCCTGTGGAGCCACACCCTAGGGTTGGCCAATCTACTCCCAGGAGCAG
GGAGGGCAGGAGCCAGGGCTGGGCATAAAAGTCAGGGCAGAGCCATCTATTGCTTACATTTGCTTCTGAC
ACAACTGTGTTCACTAGCAACCTCAAACAGACACCATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGT
TACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGTTGGTATCAAGG
TTACAAGACAGGTTTAAGGAGACCAATAGAAACTGGGCATGTGGAGACAGAGAAGACTCTTGGGTTTCTG
ATAGGCACTGACTCTCTCTGCCTATTGGTCTATTTTCCCACCCTTAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGA
CCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACTCCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAA
GGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGGCTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACC
TTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAGAACTTCAGGGTGAGTCTAT
GGGACGCTTGATGTTTTCTTTCCCCTTCTTTTCTATGGTTAAGTTCATGTCATAGGAAGGGGATAAGTAA
CAGGGTACAGTTTAGAATGGGAAACAGACGAATGATTGCATCAGTGTGGAAGTCTCAGGATCGTTTTAGT
TTCTTTTATTTGCTGTTCATAACAATTGTTTTCTTTTGTTTAATTCTTGCTTTCTTTTTTTTTCTTCTCC
GCAATTTTTACTATTATACTTAATGCCTTAACATTGTGTATAACAAAAGGAAATATCTCTGAGATACATT
AAGTAACTTAAAAAAAAACTTTACACAGTCTGCCTAGTACATTACTATTTGGAATATATGTGTGCTTATT
TGCATATTCATAATCTCCCTACTTTATTTTCTTTTATTTTTAATTGATACATAATCATTATACATATTTA
TGGGTTAAAGTGTAATGTTTTAATATGTGTACACATATTGACCAAATCAGGGTAATTTTGCATTTGTAAT
TTTAAAAAATGCTTTCTTCTTTTAATATACTTTTTTGTTTATCTTATTTCTAATACTTTCCCTAATCTCT
TTCTTTCAGGGCAATAATGATACAATGTATCATGCCTCTTTGCACCATTCTAAAGAATAACAGTGATAAT
TTCTGGGTTAAGGCAATAGCAATATCTCTGCATATAAATATTTCTGCATATAAATTGTAACTGATGTAAG
AGGTTTCATATTGCTAATAGCAGCTACAATCCAGCTACCATTCTGCTTTTATTTTATGGTTGGGATAAGG
CTGGATTATTCTGAGTCCAAGCTAGGCCCTTTTGCTAATCATGTTCATACCTCTTATCTTCCTCCCACAG
CTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCAGG
CTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAAGCTCGCTTTCT
TGCTGTCCAATTTCTATTAAAGGTTCCTTTGTTCCCTAAGTCCAACTACTAAACTGGGGGATATTATGAA
GGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAAAAACATTTATTTTCATTGCAATGATGTATTTAAATTAT
TTCTGAATATTTTACTAAAAAGGGAATGTGG
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)*Que diferenças encontra e qual a sua origem? A sequência de cima, correspondente ao DNA, é maior que a sequencia de baixo (correspondente ao RNA) pois para alem dos exões também contem os intrões. No RNA devido ao processo de splicing ha remoção dos intrões. Para alem disso o DNA também contem zonas não codificantes onde se encontra por exemplo o promotor. O RNA contem uma cauda poly-A que facilita a terminação da transcrição e o transporte do mRNA para fora do núcleo.
*Onde se inicia a transcrição e porquê?
Ao alinharmos as duas sequências vemos que a transcrição inicia-se no nucleótido nº546(sequencia identica ao mRNA), e que esta está presente a mais ou menos 30 nucleotidos após a TATA box (que vai promover o inicio da transcrição)
*Experimente traduzir ambas as sequências (tradução online). O que sucede e que implicações tem para o processo de expressão génica?
Ao tentar traduzir a partir da sequencia de DNA nao se obtem uma proteina pois esta ainda contem as zonas intronicas, o que faz com que os exoes não se encontram juntos para dar origem a proteina funcional. Logo, só faz sentido traduzir a sequencia de mRNA que já tenha sofrido o processo de splicing e portanto se encontre desprovida das zonas intronicas. os fragmentos de sequencia que se encontram antes e depois do codão iniciador e stop, respectivamente, sao denominados UTR (5' e 3'), e sao essenciais à regulação e a estabilização do transcrito.
*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)?
As sequencias do DNA genomico e o seu respectivo transcrito, no caso da bacteria, possuem praticamente o mesmo tamanho e tambem sequências idênticas, pois nos procariotas não ocorre a remoção de intrões ou splicing, o que faz com que o mRNA é transcrito directamente a partir do DNA. No caso da levedura, que é um eucariota, existe o processo de splicing e portanto a remoção das zonas intrónicas. Este processo faz com que o transcrito na levedura seja menor em tamanho do que a sequência de DNA correspondente.
* 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?
Ao utilizar uma bactéria, seria necessario introduzir uma sequencia desprovida de intrões, porque como j'a vimos anteriormente estas não utilisam o processo de splicing. Neste caso, utilisaria uma sequência de DNA complementar (cDNA), ou seja a copia da sequencia de mRNA da proteína humana e portanto sem a presença dos intrões. Para além disso também é necessario associa a molecula de cDNA um promotor que seja reconhecido pela bacteria de forma a que esta inicie a transcrição. Ao utilizar uma levedura, é possivel utilisar directamente a sequencia do gene que codifica a proteina humana pois como já vimosd anteriormente a levedura tem capacidede de remover as zonas intrónicas. De qualquer modo na levedura também é necessario associar à molécula um promotor que seja reconhecido pela maquinaria desta mesma.
