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Biologia Genômica
2º Semestre, 2017
Recombinação Homóloga e Sítio-Específica
Prof. Marcos Túlio
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal
Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas de S.J.R.P.
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Aula Passada - Reparo de DNA
Recombinação
Recombinação para Reparo
Double-Strand
DNA Breaks
NHEJ
Recombinação
Homóloga
Recombinação
Homóloga
Recombinação
Homóloga
Recombinação Homóloga - Reparo
Sistema RecBCD de E. coli
Sistema RecBCD de E. coli
Invasão de ssDNA - RecA de E. coli
Invasão de ssDNA - RecA de E. coli
Yu et al., 2001. PNAS 98:8419–24
Invasão de ssDNA - RecA de E. coli
Invasão de ssDNA
- RecA de E. coli
Migração de ssDNA - RuvAB de E. coli
Migração de ssDNA - RuvAB de E. coli
https://www.sheffield.ac.uk/mbb/ruva/ruva-040
Resolução - RuvC de E. coli
Recombinação
Meiótica
Recombinação
Meiótica
Troca de Sexo? Só levedura mesmo...
Troca de Sexo? Só levedura mesmo...
Recombinação Homóloga - Resumo
Rad54, Rad5, BLM, WRN,
RECQ1, RECQ5, FANCM, etc. RecG
Embaralhando o Genoma...
Recombinação Sítio-Específica
Recombinação Sítio-
Específica
Serina e Tirosina Recombinases
Integrase do Bacteriófago Lambda
Hin
Recombinase
de Salmonella
XerCD Recombinase de E. coli
XerCD Recombinase de E. coli
XerCD Recombinase de E. coli
Transposição
Transposição
Cut and Paste
Retrotransposons/
Retrovirus
Retrotransposons/Retrovirus
Recombinação/
Reparo e Evolução
de Genomas
Mecanismos de duplicação gênica
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Mecanismos de duplicação gênica
8.8 Morphological Complexity Evolves by Adding New Gene Functions
FIGURE 17: Common eukaryotic proteins are
concerned with essential cellular functions
FIGURE 18: Increasing complexity in eukaryotes is accompanied by
accumulation of new proteins for transmembrane and extracellular functions
Famílias de Genes/Proteínas
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication
and Divergence
FIGURE 20: Each of the alpha-like and beta-like globin gene families is organized
into a single cluster that includes functional genes and pseudogenes (psi)
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication and Divergence
FIGURE 21: Different
hemoglobin genes are
expressed during
embryonic, fetal, and
adult periods of
human development
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication
and Divergence
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication and Divergence
FIGURE 22: Seven mouse genes include two early embryonic genes, one
late embryonic gene, two adult genes, and two pseudogenes
8.11 Pseudogenes Are Nonfunctional
Gene Copies
• Some pseudogenes may gain functions different from
those of their parent genes, such as regulation of gene
expression, and take on different names.
FIGURE 23: Many
changes have
occurred in a beta-
globin gene since it
became a
pseudogene
FIGURE 24: Most human RP pseudogenes are of recent origin; many are
shared with the chimpanzee but absent from rodents
Adapted from S. Balasubramanian, et al., Genome Biol. 20 (2009): R2.
Genes Homeobox
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Exon/Domain Shuffling
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Exon Shuffling
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Exon/Domain Shuffling
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2
1112/
Duplicação de genomas inteiros
Genoma de Plantas = Bagunça!
http://chibba.agtec.uga.edu/duplication/
FIGURE 13: DNA content of the haploid genome increases with morphological
complexity of lower eukaryotes, but varies among higher eukaryotes
Genoma de Plantas = Bagunça!
Hipótese 2R de duplicação do genoma de
vertebrados
Da mitocôndria para o núcleo: NUMTs
Bhazkani-Covo et al., 2010. Molecular
Poltergeists: Mitochondrial DNA
Copies (numts) in Sequenced Nuclear
Genomes. PLoS Genetics, e:1000834.
Do cloroplasto para
o núcleo, eu até
entendo, mas do
cloroplasto de uma
alga para o núcleo
de um animal…
Rumpho et al., 2011. J Exp Biol, 214:
3003-11.
Evolução de Blocos de Genes:
Inversões Cromossômicas
Evolução de Blocos de
Genes:
Inversões Cromossômicas
Evolução de Blocos de Genes:
Inversões Cromossômicas
Ananina et al., 2004. GMB, 27:61-69.