P1: Existe alguma explicação do por que regiões com
sequências repetitivas são maiores (ou mais frequentes) em espécies com genomas maiores?
R1: Os genomas
tendem a crescer justamente pelo acúmulo de sequências repetitivas. Então, a
pergunta está respondida desta forma. A gente podia se perguntar: porque as
sequencias repetitivas se acumulam nos genomas dos organismos mais complexos? A
resposta seria: não se sabe com certeza, mas pode ter a participação dos
transposons ou retrotransposons.
P2: Gostaria de saber um pouco mais
sobre transposição. Sei que são sequências repetidas, mas
não sei quem os forma e qual é a diferença com repetições simples e grandes
duplicações.
R2: Nós não
aprofundamos esta discussão em sala de aula, mas os livros detalham o que são
sequências transponíveis e também o que são sequências de inserção. De uma
forma geral, estas sequências se caracterizam pela conservação de extremidades
que são reconhecidas por alguma transposase. As repetições que não têm estas
características não podem ser mobilizadas no genoma.
P3: Os ''genes de manutenção'' são
exatamente iguais em todos os seres, ou só possuem a mesma função?
R3: Só possuem
a mesma função. Naturalmente, eles codificam enzimas ou proteínas que são
bastante conservadas entre diferentes organismos. Um exemplo claro é a HSP70,
uma proteína de choque térmico que tem o papel de acompanhar outras proteínas
dentro da célula e, por isso, é chamada chaperonina. As sequências dos genes
varia entre espécies por causa da preferência do uso de códons, mas a sequência
de aminoácidos da proteína é muito conservada entre taxa bastante diferentes.
P4: ''A união de exons pode ser feita de forma
alternativa pela célula (splicing alternativo), dependendo de um conjunto de
fatores: sexo do organismo, estado de desenvolvimento, tecido, ambiente, etc''. De
que forma esses fatores podem influenciar o splicing alternativo?
R4: Peptídeos
e proteínas associados a cada situação metabólica particular da célula vão
regular o spliceossomo e também se ligar a sinalizadores nas extremidades dos
exons, influenciando a forma como ele reconhece as uniões exon-intron. Assim,
dependendo destes fatores de regulação, o spliceossomo pode atuar
diferencialmente em cada situação particular.
P5: Se todos os organismos codificam
proteínas e RNAs estruturais, por que existem diferenças (até no mesmo grupo de
organismos) no tamanho do genoma e no número de genes?
Resposta
tentativa: Isso se da pela presença de pseudogenes e a necessidade de cada
organismo para sobrevivência. Por exemplo: um parasita pode viver com menos
genes e um genoma menor pois a maioria de suas funções é realizada pelo
hospedeiro e manter um genoma grande seria desperdício de energia na hora da
replicação. (essa
resposta está correta? tem como complementar?)
R5: A resposta
acima está correta em relação ao número de genes e ao fato de que os
pseudogenes representam em geral funções que não são mais necessárias naquele
organismo particular. Mas há outras razões para diferença no número de genes, e
uma delas é a duplicação de genes seguida de diferenciação, que pode dar ao
organismo mais adaptabilidade a um novo ambiente. Quanto ao tamanho dos
genomas, em geral a maior diferença está nas regiões repetidas, que podem ser
bastante diferentes entre espécies próximas. A razão para acúmulo destas
sequências repetidas está em parte comentada na primeira resposta.
P6: Existe alguma relação
(genes-genoma) que resulte na densidade do gene? quando um gene é considerado
denso? Quando
falo relação quero dizer um tipo de equação, e a partir de quantos genes por pb
é considerado denso.
R6: A
densidade não é do gene, mas do genoma. Um genoma com pequenas regiões
intergênicas é considerado denso, porque é povoado quase exclusivamente por
genes. As bactérias e outros organismos, que têm 70% ou mais do genoma dedicado
a codificar proteínas, têm genomas considerados densos. Uma equação tentativa
poderia então ser estabelecida: se a % do genoma codificando proteínas for >
70%, o genoma é considerado denso. Também poderíamos olhar de outra forma:
dividindo o número de pares de base de todo o genoma pelo número de genes
chegamos a um valor que varia entre 900 pb/gene até mais de 150.000 pb/gene. Um
genoma denso teria uma relação pb/gene entre este mínimo de 900 pb/gene até
perto de 2.000 pb/gene.
P7: O que implica a sobreposição dos
genes? Por que a maioria das bactérias não possui sobreposições?
R: A
sobreposição de genes implica numa redução de gasto de energia, uma vez que
mais informação genética pode ser codificada pelo mesmo genoma. Mas também
implica num complexo jogo entre códons numa fita e na outra, nas regiões de
sobreposição, ou ainda em diferentes quadros de leitura, se os dois genes
sobrepostos estiverem na mesma fita. Isso é difícil e por isso nem bactérias e
nem mesmo vírus usam esta estratégia com frequência.
R: Por que há espécies que têm mais DNA
codificador do que outras? Devido a
presença de pseudogenes?
R: Mais DNA
codificador é o mesmo que menos DNA “lixo”, ou seja, menos regiões repetidas e
outras regiões intergênicas e também menos introns. Como comentado nas
respostas 1 e 6, o aumento dos genomas se deve muito mais à adição de DNA
repetido do que a qualquer outro mecanismo, sobretudo nos eucariotos complexos.
Nestes genomas a porcentagem de DNA codificador pode ser muito baixa (menos de
2%, se descontarmos também os introns, que fazem parte dos genes mas não
codificam proteínas).
