O que é genômica comparativa?

Pelo Dr. Surat P, Ph D. Revisto pelo Dr. Tomislav Meštrović, MD, Ph.d. D.

genômica Comparativa é um campo da biologia, onde o genoma de espécies diferentes são comparados uns com os outros para compreender evolutiva e molecular diferenças entre as espécies. O desenvolvimento de baixo custo, sequenciamento de próxima geração permitiu a análise de uma infinidade de genomas relacionados usando genômica comparativa. Este artigo pretende descrever as técnicas utilizadas na genómica comparativa e as suas vantagens/desvantagens.

vá para a:

• seqüenciamento do Genoma e do genoma de comparação
• sequenciamento de DNA e synteny
• Homólogo de análise de DNA
• Filogenética distância
• > Vantagens de genômica comparativa

vrx |

sequenciação do genoma e comparação do genoma

a informação genética é codificada por quatro nucleósidos: adenina, citosina, guanina e timina. Determinar a ordem destes nucleósidos no ADN linear forma a base da sequenciação. Junto com o genoma humano, os genomas de vários organismos modelo já foram sequenciados – incluindo chimpanzés, ratos, moscas da fruta, peixes-balão, roundworms, levedura de padeiro e bactérias. No total, os genomas de mais de 1000 organismos procarióticos e 1300 espécies foram sequenciados até à data.

o primeiro passo na genómica comparativa é comparar características gerais tais como: tamanho do genoma, número de genes e número de cromossomas. Por exemplo, Arabidopsis (uma planta) tem um genoma menor em comparação com Drosophila, a mosca da fruta que tem o dobro de genes. Curiosamente, o tamanho do genoma de Arabidopsis é semelhante aos humanos, sugerindo que o tamanho do genoma não é um indicador de complexidade ou status evolutivo.

sequenciação e sintenia de ADN

Sintenia é um método pelo qual os genes são dispostos em blocos semelhantes através de espécies para identificar regiões semelhantes e diferentes. A extensão da semelhança e da dissimilaridade pode variar entre os cromossomas. Por exemplo, o cromossoma 20 do ser humano corresponde quase completamente ao segundo cromossoma do rato.Do mesmo modo, o décimo sétimo cromossoma humano corresponde ao cromossoma 11 do rato. Assim, a análise pode mostrar como as mudanças cromossômicas que aconteceram em cromossomos humanos e mouse desde que divergiram de um ancestral comum quase 75-80 milhões de anos atrás.

análise homóloga do ADN

outro método utilizado na genómica comparativa é a análise homológica, onde os cromossomas homólogos de diferentes espécies estão alinhados. Por exemplo, em um estudo, o gene para a enzima piruvato cinase em seres humanos foi alinhado com a sequência homóloga de enzimas forma cão, rato, galinha e peixe-zebra (entre outros), e subsequentemente, as regiões de similaridade de alta sequência foram plotadas.

tal como a análise mostrou alta similaridade nas sequências enzimáticas de humanos e macacos (um primata), enquanto frango e peixe-zebra mostraram similaridade apenas nas regiões de codificação. Essa análise pode ser usada para descobrir quais características genômicas foram preservadas durante o curso da evolução e, inversamente, quais características se diversificaram.

distância filogenética

distância filogenética é uma característica não paramétrica usada para medir o grau de separação entre dois organismos. Este parâmetro é baseado no número de mudanças de sequência que se acumularam ao longo de um período de anos ou gerações. Esta distância é inversamente proporcional à semelhança de sequência entre os organismos – isto é, menos a semelhança de sequência, mais é a distância filogenética entre eles.

sobre distâncias filogenéticas mais longas (como um bilhão de anos) desde que os organismos separados, apenas inferências gerais podem ser recolhidas. No entanto, para distâncias filogenéticas mais próximas, como 50-200 milhões de anos desde a separação, o DNA funcional e não-funcional pode ser discriminado, o que pode posteriormente levar à identificação de regiões de codificação, RNAs não-codificantes, regiões regulatórias, etc.

para distâncias filogenéticas inferiores a 5 milhões de anos, diferenças de sequência podem ser usadas para inferir diferenças menores e sutis na forma e forma. Portanto, as diferenças genômicas comparativas podem fornecer um monte de informações poderosas.

as vantagens da genómica comparativa

os genomas comparativos levaram a ideias interessantes, tais como que o genoma humano e a mosca da fruta partilham 60% dos seus genes. Além disso, quase dois terços dos genes cancerígenos têm genes homólogos na mosca da fruta. Estes resultados têm um impacto profundo na investigação no domínio da saúde humana. Para além da saúde, tem também implicações em vários domínios como a agricultura, a biotecnologia, a zoologia, a biologia da conservação, etc.

Leitura Adicional

• todo o conteúdo genómico
• o que é Genómica?Sequenciamento da próxima geração: os fundamentos
• análise do genoma
• Quão importante é a variação Intrónica?

Escrito por

Dr. Surat P

Dr. Surat graduou-se com um Ph. D. em Biologia Celular e Mechanobiology da Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, Índia) em 2016. Antes de seu doutorado, Surat estudou para um Bacharel em Ciências (B.Sc.) Licenciatura em Zoologia, durante a qual foi beneficiária de uma bolsa de Verão da Academia Indiana de Ciências para estudar as proteínas envolvidas na Sida. Ela produz artigos sobre uma ampla gama de tópicos, como ética médica, manipulação de dados, pseudociência e superstição, educação e evolução humana. Ela é apaixonada pela comunicação científica e escreve artigos cobrindo todas as áreas das Ciências da vida.

Citações