Mapas Genéticos e Genômica, Notas de estudo de Bioquímica
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Mapas Genéticos e Genômica

O mapeamento de genes em locais específicos dos cromossomos é o foco central da genética humana/médica. Ele proporciona o conhecimento sobre a posição de um gene e sua região adjacente, permitindo o entendimento de suas relações com o restante do genoma. ( CAPELLI et al. 2008)

Os mapas genéticos são úteis para construção de uma linhagem, para interpretar os mecanismos evolutivos para descobrir uma função desconhecida de um gene. A posição do gene é uma informação necessária para construir genótipos complexos para fins experimentais ou aplicações comerciais. Outras aplicações é conhecer a posição ocupada por um gene fornecendo um meio de enfocar sua estrutura e função. Assim como a sequência de DNA de gene tipo selvagem ou seu alelo mutante é uma parte necessária para deduzir sua função subjacente.

No mapeamento genético, a freqüência de crossings entre locos distintos é utilizada para determinar a distância relativa entre eles. ( CAPELLI et al. 2008)

A disposição dos genes nos cromossomos é representada por um mapa cromossômico unidimensional, transparecendo as posições dos genes, conhecida como Loci (singular locus), a distância entre locus é baseada em algum tipo de escala. Sendo assim, têm- se dois tipos básicos de mapas cromossômicos que são usados em genética, os mapas baseados em recombinação, que são caracterizados por mapear os loci dos genes que foram identificados por fenótipos mutantes mostrando sua herança monogênica e os mapas físicos que mostram os genes como segmento dispostos ao longo da molécula de DNA que constituem um cromossomo. Descobrir a função de um gene será facilitada para integrar a informação relatada em recombinação e mapas físicos.

A freqüência de recombinante produzido pelo crossing over é a chave do mapeamento cromossômico. Quanto mais distante os genes estiverem, mais provavelmente ocorrera um crossing e maior proporção de produtos recombinantes, assim, a proporção de recombinantes é a chave para a distância que separa dois loci gênicos em um mapa cromossômico. A frequência de recombinantes para diferentes genes ligados variam de 0 a 50% dependendo de sua proximidade, ou seja, quanto mais distantes estão os genes mais proximamente suas frequências de recombinação aproximam-se de 50%.Unidades de Mapa (1 u.m ou 1 c.M) É definida como uma frequência de recombinação de 1%.

Marcador Molecular: é um sitio de heterozigose de DNA, não necessariamente associado à variação fenotípica, usado como marcação para determinado locus cromossômico, ou seja, são loci de heterozigose molecular. Um locus que constitui um heterozigoto molecular pode ser inserido em um mapa cromossômico analisando a freqüência de recombinação exatamente de um mesmo modo que é feita a inserção de um locus de alelo “fenotípicos” heterozigotos. Esses marcadores são úteis em orientar o pesquisador para encontrar o gene de interesse.

Os dois principais tipos de marcadores moleculares usados no mapeamento são: polimorfismos de um só nucleotídeo e polomorfismo de tamanho de sequência simples.

Sequências genômicas dos indivíduos em uma espécie são muito idênticas, por exemplo, as comparações de sequências diferentes revelaram que nós somos cerca de 99,9% idênticos. Quase toda a diferença de 0,1% é baseada em diferenças de um único nucleotídeo, tais diferenças são chamadas de polimorfismos de nucleotídeo único (SNP). Embora todos os SNP possam ser usados no mapeamento, alguns têm outros usos, dependendo do seu efeito a nível fenotípico. Existem várias categorias, entre as quais estão: SNP silenciosos dentro de genes, SNP nos quais um alelo de SNP causa um fenótipo mutante mostrando herança

monogênica, SNP em poligenes ( QTL), SNP intergênicos, polomorfismos de comprimento de fragmento de restrição (RFLP).

Mapeamento usando haplótipos: é um segmento cromossômico definido por um arranjo especifico de alelos SNP que ele leva.

A nível populacional, os haplootipos são herdados por gerações como blocos. Com o passar do tempo, o crossing deverá romper os haplótipos, mas em curto prazo,os haplótipos têm um tempo de vida finito à medida que aguardam a erosão pelo crossing. Durante esse tempo de vida, os alelos SNP de haplótipo são ditos como tendo desequilíbrio de ligação, devido a esse desequilíbrio, os haplótipos podem ser usados para revelar a posição de mapa de um gene de interesse.

A maioria dos genomas contém uma grande quan�dade de DNA repe��vo, além disso, existem muitos �pos de DNA repe��vo. Em uma ponta do espectro estão repe�ções múl�plas adjacentes de curtas sequências simples de DNA. A caracterís�ca que as torna úteis é que, em indivíduos diferentes, existem geralmente números diferentes de cópias. Assim, essas repe�ções chamadas de polimorfismo de comprimento de sequência simples (SSLP) ou repe�ções em tendem de número variável ou VNTR.

Os centrômeros não são genes, mas sim, regiões do DNA das quais a reprodução ordenada de organismos vivos depende absolutamente. A análise de recombinação não pode ser usada para mapear loci de centrômeros, pois eles não apresentam heterozigose que lhes permita serem usados como marcadores.

Em sua forma mais simples, o mapeamento do centrômero considera um locus gênico e pergunta a que distância esse locus está do centrômero. O método é baseado no fato de que um padrão diferente de alelos aparecerá em uma tétrade linear, que surge de uma meiose com um crossing entre um gene e seu centrômero.

As posições do loci em um mapa são determinadas com base na frequência de recombinantes na meiose. A frequência de recombinantes é considerada proporcional a distância que separa os dois loci no cromossomo. Assim, a frequência de recombinantes torna-se a unidade de mapeamento. Os sí�os de heterozigose molecular (não associados à fenó�pos mutantes) também podem ser incorporados em tais mapas de recombinação. Como qualquer si�o heterozigoto, esses marcadores moleculares são mapeados por recombinação, e então, usados para navegar por um gene de interesse biológico. Em contraste, os mapas �sicos são mais próximos do mapa genômico real que a ciência pode ter. Um mapa �sico é simples mente um mapa do DNA genômico real, uma sequência muito longa de nucleo�deos, mostrando onde estão os genes, o quanto eles são grandes, o que há entre eles, além de outros marcos de interesse.

O mapa �sico mostra a possível ação do gene a nível celular, enquanto um mapa de recombinação contém informação relacionada ao efeito do gene a nível feno�pico. Em algum estágio, os dois têm que ser unidos para compreender a contribuição do gene para o desenvolvimento do organismo.

Analise genômica usos enfoques da analise gené�ca e os amplia para coleta dos conjuntos e dados globais a�ngindo suas metas tais como mapeamento sequenciamento de todos os genomas e a caracterização dos RNAs e proteínas traduzidas. Assim as técnicas genômicas requerem um rápido processamento de grandes quan�dades de material experimental.

O principal problema em codificar uma sequência precisa de um genôma é relacionar pequenas sequências de uma leitura a outra, em genômas complexos estão repletos de várias sequências repe��vas, interferindo na produção de sequências exatas. Sendo este problema resolvido pelo sequenciamento shotgun de todo genoma, ou pelo sequenciamento de clones ordenados.

Tendo um mapa da sequência genômica, fornece a matéria prima, observando o texto triptografado do genoma. Um dos meios mais poderosos para avançar a análise e anotação dos genomas se dá pela comparação com os genomas das espécies correlatadas. A genômica funcional tenta compreender o funcionamento do genoma como um sistema integral.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Antony J.F.Griffiths at AL; Introdução à Gené�ca. Rio de Janeiro, Guanabara, Koogan, 2008

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