Transcript trabalho sobre Perda e Ganho de Função

Trabalho sobre Perda e Ganho de Função
André Sant’anna Iwanicki
Ellen Kazumi Okuda
Lucas Nishida
Nicolli Damázio Costa e Souza
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
1
1) Mutação por perda de função
A) Recessiva
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
2
1) Mutação por perda de função
Recessiva
Gene ced-3 em C. elegans
(http://uvmgg.wikia.com/wiki/C._elegans_and_apoptosis)
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
3
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
• C. elegans é um nematóide que possui
aproximadamente 959 células, além de um
corpo transparente, o que permite que sejam
realizados estudos os quais necessitam da
visualização
das
células
de
seu
comportamento.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
4
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
• Em todo o seu desenvolvimento, o C.
elegans chega a ter, em média, 1090 células.
Dentre as quais, 131 morrem, a maioria
na fase embrionária.
• Os genes que regulam essa morte celular
programada, em C. elegans, são: egl-1, ced9, ced-3 e ced-4. (ced= cell death abnormal).
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
5
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
• O gene egl-1 é um gene inibidor que regula
outro, o ced-9. Quando super expresso, o
ced-9 inibe outros dois genes, ced-3 e ced4, os quais causam a apoptose nas células
do nematóide.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
6
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
•
O ced-3 e ced-4 juntam-se para formar um
complexo. Contudo, o ced-9 liga-se ao ced4, impedindo que a apoptose seja realizada.
O papel do egl-1 é o de ligar-se ao ced-9,
liberando o complexo ced-3+ced-4, o que
causa a apoptose.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
7
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
http://www.nature.com/ncb/journal/v4/n6/fig_tab/ncb0602-e139_F3.html
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
8
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
• Quando ocorre uma mutação de perda de
função recessiva no gene ced-3, a via de
apoptose na célula de C.elegans fica
comprometida, e a célula perde a função de
auto-degradação.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
9
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
• Assim, o C.elegans passa a ter uma
quantidade maior de células do que teria
normalmente. Esse fato não compromete seu
tamanho e seu ato de locomover-se,
entretanto, parece que seu desempenho é
prejudicado.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
10
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
• Tanto a perda de função desses dois genes
ou a super expressão do ced-9 dá
imortalidade á célula.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
11
1) Mutação por perda de função
do gene ced-3 em C. elegans
Fontes:
•
Genetics of programmed cell death in C. elegans: past, present and future.
Mark M. Metzstein, Gillian M. Stanfield, H. Robert Horvitz - Howard Hughes Medical Institute,
Department of Biology, Room 68-425, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139,
USA.
•
•
•
http://uvmgg.wikia.com/wiki/C._elegans_and_apoptosis
http://www.rc.unesp.br/ib/biologicas/cae.html
The Caenorhabditis elegans Genes ted-3 and ted-4 Act Cell Autonomously to Cause
Programmed Cell Death - JUNYING YUAN AND H. ROBERT HORVITZ
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
12
1) Mutação por perda de função
B) Dominante
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
13
1) Mutação por perda de função
Haploinsuficiência
Síndrome de Sotos
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
14
1) Mutação por perda de função
Síndrome de Sotos
Também conhecida
Principais sintomas:
por
Gigantismo
Cerebral.
• Crescimento acima da média nos primeiros 3
anos de vida (normalmente, também tornamse adultos mais altos e pesados que o
usual);
• Macrocefalia e face característica;
• Hipotonia (baixo tônus muscular);
• Dificuldades motoras, cognitivas e sociais;
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
15
1) Mutação por perda de função
Síndrome de Sotos
Atentar para a
testa proeminente
e o queixo
pontudo,
características
faciais mais
marcantes dos
afetados.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
16
1) Mutação por perda de função
Síndrome de Sotos
• Incidência de aproximadamente 1 em 14.000
nascimentos;
• 95% dos casos são esporádicos, ou seja,
ocorrem em indivíduos sem histórico familiar da
síndrome;
• O diagnóstico é feito com base na observação de
características externas (face, circunferência do
crânio, crescimento ósseo) e comprovado pela
análise genética.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
17
1) Mutação por perda de função
Síndrome de Sotos
Gene NSD1
Nome oficial: "nuclear receptor binding SET
domain protein 1"
• Em humanos, encontra-se no cromossomo 5 (locus: 5q35);
• Função de histona metiltransferase e de coregulador de
transcrição.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
18
1) Mutação por perda de função
Síndrome de Sotos
• 90% dos pacientes afetados pela síndrome
apresentam microdeleções/mutações no gene
NSD1, o que resulta em haploinsuficiência deste;
• Acredita-se que o gene NSD1 é responsável
por controlar a atividade de outros genes que
atuam no desenvolvimento, já que os
pacientes apresentam níveis normais de
hôrmonio de crescimento.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
19
1) Mutação por perda de função
Síndrome de Sotos
Referências e fontes de imagens:
•THE SOTOS SYNDROME - NSD1 HAPLOINSUFFICIENCY: CEREBRAL GIGANTISM
UPDATE
Allen W. Root, MD and Frank B. Diamond, Jr., MD
GGH jornal
(http://www.gghjournal.com/volume22/3/featureArticle.cfm)
•Gene Cards
(http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=NSD1)
•Genetics Home Reference
(http://ghr.nlm.nih.gov/gene/NSD1)
•Geneva Foundation for Medical Education and Research
(http://www.gfmer.ch/genetic_diseases_v2/gendis_detail_list.php?cat3=473)
•SciELO
(http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0004-282X2002000200009&script=sci_arttext)
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
20
2) Mutação por ganho de função
A) Neomórfica
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
21
2) Mutação por ganho de função
Neomórfica
GFP: Green Fluorescent Protein
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
22
2) Mutação por ganho de função
GFP: Green Fluorescent Protein
Características da proteína:
•Originalmente expressa em Aequorea victoria,
água viva de bioluminescência azul e verde;
•Isolada por Osamu Shimomura;
•Cadeia de somente 238 aminoácidos organizados em barril-β;
•Os resíduos 65-67 (Ser-Tyr-Gly) espontaneamente se modificam para formar a porção
fluorescente da proteína.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
23
2) Mutação por ganho de função
GFP: Green Fluorescent Protein
Mutações neomórficas:
•Por métodos de engenharia
genética, a sequência de DNA
que codifica para a GFP é
inserida entre o promotor e a
região codificante de um gene;
•Assim,
o
organismo
transgênico passa a apresentar
uma mutação neomórfica, já
que produz uma proteína um
pouco
mais
longa,
com
características fluorescentes.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
24
2) Mutação por ganho de função
GFP: Green Fluorescent Protein
Importância:
•É facilmente expressa em eucariotos e
procariotos aeróbios;
•Devido a seu pequeno tamanho não é tóxica e
não prejudica a proteína adjacente;
•Não necessita de coenzimas ou íons para
apresentar fluorescência;
•É, portanto, um excelente marcador in vivo e
em tempo real para a expressão de proteínas
específicas de um organismo.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
25
2) Mutação por ganho de função
GFP: Green Fluorescent Protein
Experimento de Martin Chalfie:
•A imagem ao lado mostra um
C. elegans com receptores de
tato marcados com GFP.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
26
2) Mutação por ganho de função
GFP: Green Fluorescent Protein
Relevância
• Tem sido crescentemente
utilizada em experimentos
biológicos e biomédicos
como marcador molecular
(gráfico ao lado);
• Auxilia na resolução de
problemas nas mais diversas
áreas;
• Rendeu o prêmio Nobel da
química em 2008 para
Martin Chalfie, Roger Tsien e
Osamu Shimomura.
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
27
2) Mutação por ganho de função
GFP: Green Fluorescent Protein
Referências e fontes de imagens:
• Nobel foudation
(http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2008/illpres.ht
ml,
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2008/advancedchemistryprize2008.pdf)
• King, T. and May, P.; University of Brisol
(http://www.chm.bris.ac.uk/motm/GFP/GFPh.htm)
• Green fluorescent protein as a marker for gene expression
M Chalfie, Y Tu, G Euskirchen, WW Ward, and DC Prasher
Science 11 February 1994: 263 (5148), 802805. [DOI:10.1126/science.8303295]
BIO0230 Genética e Evolução - Ciências
Biomédicas
28