Projeto Genoma em Microorganismo

Projetos Genoma de
Microorganismos
Priscila Caffeu Ramos
5.º Ano - Noturno
Definições

Genoma: é o conjunto completo de genes de um
organismo

Genômica: é a ciência que estuda o genoma a
partir de seu seqüenciamento

Genômica Funcional: é o ramo da genômica que
busca determinar as funções gênicas a partir da
análise de seqüências, utilizando os dados
gerados pelos projetos genoma em estudos de
genética fisiológica
Objetivo
Os Projetos Genoma têm por objetivo definir a
seqüência gênica dos microorganismos e tentar
utilizar estas informações em diversas áreas.
Como por exemplo:

Agricultura: controle de pragas, inseticidas mais
eficientes;
Objetivo

Medicina: patogenicidade, resistência a
antibióticos, melhoria e simplificação de
métodos de diagnóstico, novas terapias;

Indústria: farmacêutica (novos alvos ou
aumento na produção de metabólitos),
alimentícia, têxtil.
Método
Seqüenciamento genômico completo
por fragmentos aleatórios de DNA
(Whole Genome Shotgun Sequencing)
Etapas

Isolar o DNA do microorganismo;

Elaborar bibliotecas de DNA genômico para
servirem como molde para o posterior
seqüenciamento;
Etapas

Seqüenciamento automatizado do DNA pelo
método de terminação da cadeia (Método
de Sanger);
Etapas

Identificação dos genes (regiões
codificadoras);
Programas: Glimmer e GeneMark
Glimmer: procura na seqüência genômica
grandes ORFs (Open Reading Frame região de leitura aberta)
Etapas

Determinar a função biológica do gene, ou
seja, fazer a anotação do genoma;
As seqüências são comparadas com outras
de função conhecida.
Existem bancos públicos de proteínas, como
o Genbank e o Swiss Prot, que são
comumente utilizados como base de
comparação.
Linha do Tempo

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

1990: Início dos estudos de seqüenciamento do
genoma;
1995: Haemophilus influenzae;
1996: S. cerevisiae;
1997: E. coli;
2000: D. melanogaster (mosca das frutas);
2001: Esboço de H. sapiens;
2003: H. sapiens completado;
O Brasil é pioneiro

Seqüenciamento completo do genoma de um
fitopatógeno - a bactéria Xylella fastidiosa,
causadora da praga do amarelinho

Projeto financiado pela
Fapesp (Fundação de Amparo
à Pesquisa do Estado de
São Paulo)
Genoma Xylella (1997-2000)

Não havia no mundo outra pesquisa
de seqüenciamento de um fitopatógeno

Importância econômica, já que cerca de 30% dos
laranjais paulistas são afetados pelo amarelinho

O tamanho de seu genoma era relativamente
pequeno - 2,7 milhões de pares de bases
Projeto Genoma Brasileiro

Lançado em dezembro de 2000 pelo MCT
(Ministério da Ciência e Tecnologia) e CNPq
(Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico )

Conta com a participação de 25 laboratórios
de biologia molecular e um de
bioinformática, distribuídos em todas as
regiões do país
Rede Nacional do Projeto
Genoma Brasileiro
Uma bactéria estratégica

Possui grande potencial biotecnológico

Sintetiza violaceína que tem ação antibiótica
em Trypanosoma cruzi (Mal de Chagas) e em
protozoários do gênero Leishmania
(leishmaniose)
Uma bactéria estratégica

Sintetiza peptídeos com ação antitumoral

Tem capacidade de produzir plásticos
biodegradáveis

Pode reduzir impactos em áreas de garimpo
(limpeza de áreas poluídas com metais pesados
ou ajudar a unir partículas de ouro em áreas de
mineração)
Uma bactéria estratégica

O Projeto foi concluído em 1 ano (2000- 2001)

Envolveu cerca de 200 cientistas

O investimento foi de R$ 11.990.074,84 (Fonte:
CNPq)
Outros Projetos

Xanthomonas axonopodis patovar aurantifolii,
cepas B e C (cancro cítrico) – Fapesp e Fundecitrus

Baculovírus anticarsia (vírus da lagarta da soja)
universidades de São Paulo (USP), Mogi das
Cruzes (UMC), Brasília (UnB), Flórida (EUA) e
Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia
Alguns organismos cujos genomas
foram completamente seqüenciados
Organismo
Tamanho do genoma
Interesse biológico
(milhões de pares de
bases)
Mycoplasma
pneumoniae
0,8
Causa pneumonia
Treponema pallidum
1,1
Causa sífilis
H. pilori
1,7
Causa úlcera gástrica
Methanococcus
jannaschii
1,7
Cresce a 85°C
Plasmodium
falciparum
23
Causa malária
Pós-genoma

O desafio agora são as proteínas –
conhecer o proteoma

Conhecer a estrutura tridimensional de uma
proteína é essencial, pois ela vai determinar sua
função no organismo – interesse da indústria
farmacêutica para fabricação de novas drogas
Como decifrar a estrutura
3D das proteínas
1 – Codificação
O gene que codifica a proteína é
introduzido numa bactéria. E ela
produz a proteína como se fosse
parte de seu metabolismo
2 – Cristalização
A proteína é isolada, purificada e
cristalizada: um processo que pode
levar anos para ser concluído
3 – Análise pelos raios X
Submetidos aos raios X, os cristais
produzem um padrão de difração, que
depende da forma tridimensional da
proteína
4 – Modelagem
A análise do padrão de difração
permite, então, construir um modelo
da estrutura 3D da proteína
Laboratório Nacional de Luz
Síncrotron

Localizado em Campinas

Equipamento de raios X de alta definição

O tamanho é comparado a um campo de futebol
Aplicação



Os pesquisadores brasileiros vêm se
concentrando nas doenças tropicais, que afetam
diretamente a população mais pobre
Já determinou-se a estrutura 3D da proteína
associada ao Tripanosoma cruzi (Doença de
Chagas) e selecionou-se moléculas capazes de
inibi-la
Há trabalhos com a adeninafosforibosil
transferase, a proteína associada à Leishmania
(leishmaniose)
GenoProt

É uma iniciativa do MCT que tem como
objetivo integrar as ações já concluídas em
genômica com os estudos avançados de
proteoma

Participam as seguintes redes estaduais de
pesquisa em proteoma: Amazonas (fruto do
guaranazeiro - Paullinia cupana), Bahia, Goiás
(Paracoccidioides brasilienses ), Minas Gerais,
Paraná, Rio de Janeiro
Bibliografia
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Lehninger. Princípios de Bioquímica. 4.ª ed. Savier – SP, 2006.
Páginas 4; 36 – 37; 320 - 321
Glossário. Conselho de informações sobre Biotecnologia.
http://www.cib.org.br/glossario.php?letra=G
Seqüenciamento e Bioinformática de Genomas Bacterianos
http://www.biotecnologia.com.br/revista/bio28/28_seque.asp
Projeto Genoma
http://www.comciencia.br/reportagens/genoma/genoma1.htm
Redes Genômicas
http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/5142.html
Excelência em escala nacional
http://ftp.mct.gov.br/especial/genoma.htm
Resultados do Projeto Genoma Brasileiro são publicados no PNAS
http://www.memoria.cnpq.br/noticias/190903.htm
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Brasileiros seqüenciam primeiro genoma de vírus na América Latina
http://www.seedquest.com/News/releases/2004/february/7821.htm
Seqüenciamento genético de duas bactérias amplia frentes de
combate ao cancro cítrico
http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/agosto2005/ju297p
ag03.html
Pós-genoma
O desafio agora são as proteínas
http://galileu.globo.com/edic/109/rep_genetica.htm
GenoProt
http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/5680.html