Por Que O Splicing Alternativo Importante Para Os Eucariontes?
O Splicing alternativo é um processo extremamente comum em nosso genoma, especialmente entre íntrons e éxons. Dessa maneira, os sítios de splicing nada mais são do que espaços onde ocorre a quebra de íntrons e éxons em nosso genoma.
Liu, C., Bai, B., Skogerbø, G., Cai, L., Deng, W., Zhang, Y., Bu, D., Zhao, Y., Chen, R. (2005). NONCODE: an integrated knowledge database of non-coding RNAs Nucleic Acid Research. 33(database issue), D112-D115.
Como Citar
Chamamos de splicing alternativo, pois nesse processo, podem ser feitas combinações, embaralhamento dos éxons, para a formação de diferentes proteínas a partir de um único gene.
Xing, Y., Lee, C. (2005). Evidence of functional selection pressure for alternative splicing events that accelerate evolution of protein subsequences. PNAS. 102(38), 13526–13531.
O que anteriormente poderia ser nomeado material de DNA lixo, atualmente é essencial para o processo de splicing. Pensando nisso, ao longo deste conteúdo, iremos explicar onde e quando o splicing alternativo ocorre, bem como sua importância para a diversidade proteica em nosso organismo. Vamos lá?
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Pessoas com alcaptonúria, dentre outros sintomas, tem a urina escura (observação da época feita pelo médico Garrod) e fazendo ligação com os dados publicados por Mendel sobre os genes das ervilhas, Garrod sugeriu que um gene defeituoso poderia não estar codificando uma enzima necessária para o metabolismo de uma molécula chamada Alcapton.
Se você olhar mais de perto a região de codificação, verá que ela é feita de coisas chamadas de exons e íntrons (Figura 3). Como qualquer conjunto de instruções, os genes têm palavras extras que você pode simplesmente pular. Os íntrons são sequências intermediárias que serão removidas e geralmente não aparecem na proteína; são como as partes irritantes das instruções que ninguém lê. Os exons são a região expressa do gene; as sequências de exon farão parte do mRNA final que codifica a proteína. Os exons são essenciais para a construção do gene.
SREs que atuam em cis informam ao spliceossomo exatamente onde se ligar, a fim de fazer a isoforma alternativa de que a célula precisa. Há também SREs que se encontram fora das sequências de genes chamados trans SREs actuando. Esses elementos variam de sequências de genes a proteínas, mas cada um deles são pistas para o splicesome quanto a qual isoforma precisa ser feita.
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Essas sequências apresentam-se em aproximadamente 1,4 milhões de cópias na espécie humana, continuando a expandir-se, gerando cópias de si mesmas e reinserindo-se em locais aleatórios no genoma.
Os spliceossomos regulam e controlam o splicing nas células. Eles são feitos de enzimas chamadas pequenas ribonucleoproteínas nucleares (pronuncia-se snRNPs). A maneira como os snRNPs funcionam é reconhecendo sequências conservadas em locais de união, removendo os íntrons e, em seguida, colando os exons.
Wang, E.T., Sandberg, R., Luo, S., Khrebtukova, I., Zhang, L., Mayr, C., Kingsmore, S. F., Schroth, G.P., Burge, C.B. (2008). Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes. Nature. 456(7221), 470-476.
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Os eucariotos apresentam mecanismos muito refinados para o controle de sua expressão gênica, dentre eles, o splicing alternativo. Este mecanismo, abundante entre estes organismos, possibilita a geração de diferentes proteínas a partir de um único gene. Esta revisão pretende mostrar como as características do splicing alternativo podem torná-lo uma ferramenta interessante em estudos com enfoque evolutivo, em questões envolvendo tanto o surgimento do mecanismo quanto sua atuação na diversificação dos seres vivos.
Outra questão que merece destaque, é que quando a sequência Alu “pula” para o interior de um íntron, alterações nessas sequências geralmente criam pontos de splicing 5´ou 3´ dentro do antigo íntron. Dessa forma, esse “novo” éxon passa a ser reconhecido pelo complexo spliceossomo. Isso é vantajoso?
Após a remoção dos íntrons, os éxons precisam ser realocados, e muitas vezes reorganizados em posições distintas, dando origem a diferentes mRNAs maduros. Para executar essa função, proteínas reguladoras de splicing (SR) se ligam a regiões dentro dos éxons denominadas Exonic Splicing Enhancers (ESEs). Ao ligar- se às regiões ESEs, as proteínas SR recrutam moléculas snRNAs, favorecendo a inclusão do éxon no mRNA maduro (Fu,1995).
Seção
Os mRNAs alternativos de um gene podem ser gerados incluindo íntrons no mRNA em vez de removê-los. Na Figura 8, um mRNA maior é criado incluindo o íntron.
Com o passar do tempo, pesquisas mais específicas demonstraram que as sequências denominadas “DNA lixo”, na verdade exerciam um importante papel na regulação da expressão gênica. Essas sequências passaram a ser chamadas de íntrons e se diferenciam daquelas regiões do gene que codificam para proteínas, chamadas éxons.
Johnson, J.M., Castle, J., Garrett-Engele, P., Kan, Z., Loerch, P.M., Armour, C.D., Santos, R., Schdat, S.E., Stoughton, R., Shoemaker, D.D. (2003). Genome-wide survey of human alternative pre-mRNA splicing with exon junction microarrays. Science, 302(5653), 2141-2144.
Índice
O método mais comum de splicing alternativo é o salto de exon, que é exatamente o que parece; alguns exons são deixados de fora do mRNA final. Quando traduzido, o mRNA mais curto criará uma proteína menor.
Para alguns genes, o splicing gera um produto gênico ou proteína, os exons só podem ser reunidos de uma maneira. O splicing alternativo permite que os exons sejam colocados juntos de maneiras diferentes para gerar várias proteínas com funções ligeiramente diferentes, chamadas isoformas.
Splicing do RNA
Os sítios de splicing são as regiões onde ocorrem a “quebra e separação” dos éxons/íntrons. Esses sítios são compostos por sequências nucleotídicas altamente conservadas: GU na extremidade 5´ e AG na extremidade 3´ dos íntrons. O spliceossomo ao se ligar nos sítios de splicing, constituem então a ruptura dos íntrons.
Íntrons e éxons são transcritos em RNA mensageiro (mRNA) primário ou pré-mRNA. Após a transcrição, o mRNA passa pelo processo de remoção dos íntrons, originando o mRNA maduro, que será traduzido em proteína.
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O que é DNA alternativo?
Diagrama do splicing alternativo. Uma sequência de DNA codifica um transcrito de pré-RNAm que contém cinco áreas que potencialmente podem ser usadas como éxons: Éxon 1, Éxon 2, Éxon 3, Éxon 4 e Éxon 5. Os éxons são arranjados em ordem linear ao longo do pré-RNAm e têm íntrons entre eles.
O que significa o termo códon?
CÓDON - Trinca de nucleotídeos que codifica um aminoácido de uma proteína. COLINEARIDADE - Correspondência entre a sequência de nucleotídeos do DNA e do RNA com a sequência de aminoácidos de uma proteína.
O que é a recomposição alternativa?
Splicing alternativo é um processo pelo qual, durante a expressão génica, éxons de um transcrito primário são clivados em locais diferentes na molécula de RNA recém sintetizada, as enzimas que exercem essa função de splicing são sustentadas pelo domínio do braço de carboxila do complexo da RNA polimerase II, deste modo ...
Em que se baseia a tecnologia do DNA?
A obtenção do DNA recombinante baseia-se na técnica de clonagem molecular. ... As enzimas de restrição vão cortar uma determinada região do plasmídeo, onde será ligado ao fragmento de DNA de interesse. O fragmento de DNA isolado irá unir-se com o DNA bacteriano, através das enzimas de ligação, ligases.
Em que se baseia a tecnologia do DNA recombinante Brainly?
Resposta. Resposta: O procedimento de DNA recombinante baseia-se na obtenção de moléculas híbridas de DNA, resultantes da fusão de trechos de DNA de diferentes espécies. A técnica do DNA recombinante consiste no isolamento de um trecho de DNA em que se tem interesse e na sua inserção no DNA de outro organismo.
Como funciona a tecnologia do DNA recombinante?
A clonagem molecular é uma técnica da engenharia genética conhecida também por DNA recombinante, clonagem gênica ou manipulação gênica. Essa tecnologia permite pegar um “pedaço” do DNA e combiná-lo com outro, produzindo muitas cópias de diferentes combinações genéticas.
Quais são os 3 tipos de plasmídeos?
→ Classificação dos plasmídeos
- Plasmídeos de fertilidade (F): Promovem o início da conjugação;
- Plasmídeos de resistência (R): Garantem a resistência a antibióticos e outras substâncias que podem causar dano à bactéria;
- Plasmídeos de virulência: Tornam as bactérias capazes de provocar doenças;
Quais os tipos de plasmídeos?
Tipos de plasmídeos Existem dois grupos básicos de plasmídeos: os conjugativos e os não-conjugativos. Plasmídeos conjugativos: contém um operon denominado tra que contém genes envolvidos na transferência do plasmídeo para uma outra célula, por meio da conjugação.
O que são plasmídeos Brainly?
Resposta. Os plasmídeos (ou plasmídios) são moléculas extracromossômicas circulares de DNA bacteriano. Essas moléculas destacam-se por sua capacidade de duplicação independente, ou seja, são capazes de se replicar independentemente do DNA cromossomal.
O que é um plasmídeo e qual a sua importância?
Os plasmídeos (plasmídios) são pequenos segmentos de DNA circular com replicação independente, presentes em bactérias. ... Por possuir o seu próprio DNA, o plasmídeo pode conter genes relacionados com a resistência aos antibióticos, garantindo a sobrevivência da bactéria.
Qual é a função do Mesossomo?
Os mesossomos são formados por enzimas respiratórias e sua principal função é ser o responsável pela respiração da bactéria. São uma invaginação e possui a forma de lamelas ou vesículas da membrana celular. ... Na célula originária, depois da duplicação do material genético, que é ligado ao mesossomo.
O que são plasmídeos e qual a função dos plasmídeos?
Os plasmídeos (ou plasmídios) são moléculas extracromossômicas circulares de DNA bacteriano. Essas moléculas destacam-se por sua capacidade de duplicação independente, ou seja, são capazes de se replicar independentemente do DNA cromossomal.
O que são plasmídeos quais vantagens competitivas podem trazer?
Resposta. São moléculas circulares duplas do DNA capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossômico . A vantagem é que elas tem a capacidade de se construir uma resistência a antibióticos.
O que é a cápsula bacteriana e qual sua função?
As cápsulas bacterianas inibem a capacidade dos macrófagos e neutrófilos de fagocitose encapsular bactérias, permitindo assim a sua evasão da resposta imune do hospedeiro.
Quais os fatores que influenciam a resistência bacteriana?
As bactérias possuem diversos mecanismos de resistência aos antibióticos. Os principais são: alteração na permeabilidade da membrana, alteração no local de atuação do antibiótico, bombeamento ativo do antibiótico para fora da bactéria e a produção de enzimas que destroem os antibióticos.
Qual a importância dos plasmídeos para os seres procariontes?
o plasmídio é uma parte do cromossomo bacteriano que fica livre no hialoplasma, tem como função a perpetuação das características genéticas da bactéria em questão.
Qual é a função do Nucleoide?
No nucleoide, são encontrados todos os genes necessários para que a célula seja capaz de realizar suas atividades, ou seja, é nesse local que se encontra a informação genética essencial para a sobrevivência do organismo.
Qual é a função do flagelo?
A função desempenhada pelos cílios e flagelos é basicamente locomotora. Eles são estruturas citoplasmáticas ligadas à membrana plasmática das células. ... A função desempenhada pelos cílios e os flagelos é basicamente locomotora, a exemplo dos organismos unicelulares protistas e espermatozóide.
Qual a importância do DNA recombinante para o ser humano?
Através da inserção de genes de outras espécies, pela Tecnologia do DNA Recombinante, é possível gerar microorganismos, plantas e animais de grande utilidade na agricultura, produção animal, medicina, através da produção de medicamentos em plantas e bactérias, e na preservação ambiental.
Qual a importância da análise do DNA?
Na medicina o sequenciamento de DNA pode ser útil para identificar, diagnosticar e desenvolver tratamentos para doenças genéticas. Em pesquisas envolvendo patógenos, o sequenciamento pode levar a tratamentos para doenças contagiosas.
O que é biotecnologia e qual sua importância para a sociedade?
Você sabe o que é biotecnologia e sua importância para a sociedade? ... Ou seja, biotecnologia nada mais é a ciência que, a partir de organismos vivos, cria produtos para melhorar a forma como vivemos, usando de conhecimentos acadêmicos, experimentação e constante inovação.
Qual o papel da enzima de restrição?
As enzimas de restrição ou também denominadas de endonucleases de restrição, são as ferramentas básicas da engenharia genética, desempenhando função de clivagem (corte) da molécula de DNA em pontos específicos, em reconhecimento a determinadas seqüências de nucleotídeos.
Quais são os tipos de enzimas de restrição?
Existem três tipos diferentes de enzimas de restrição:
- Tipo I: corta o DNA em locais aleatórios, tanto quanto mil ou mais pares de bases do local de reconhecimento. ...
- Tipo II: enzimas restrição são nomeados de acordo com a espécie bacteriana a partir do qual eles estão isolados.
Qual é o papel da enzima polimerase do DNA?
Uma das moléculas chave na replicação do DNA é a enzima DNA polimerase. DNA polimerases são responsáveis pela síntese do DNA: elas adicionam nucleotídeos, um por um, à fita crescente de DNA, incorporando somente aqueles que são complementares à fita molde.
Como se podem utilizar Endonucleases de restrição para comparar moléculas de DNA?
Essas enzimas foram denominadas enzimas de restrição ou endonucleases de restrição. As enzimas de restrição funcionam como uma espécie de “tesoura molecular”: elas identificam sequências de pares de bases nitrogenadas específicas nas moléculas de DNA e cortam-nas nessas regiões.