Projetos de Sequenciamento Genômico

Carla Gil Ribeiro, Isabella Del Ducca, Pâmela Ruggeri, Zenon Zago

Sequenciamento genômico• Técnica pela qual a ordem exata dos nucleotídeos em um segmento

de DNA pode ser determinada;

Método de Sanger-Coulson• Uma fita simples de DNA é hibridizada com um Primer de desoxinucleotídeos marcado na

extremidade 5';• Quatro misturas de reação são preparadas onde os Primer's utilizados serão elongados

por uma DNA polimerase.•  Cada mistura contém os quatro desoxinucleosídeos trifosfato normais mais um dos

quatro didesoxinucleosídeos trifosfato; • Uma vez que um didesoxinucleotídeo não tem oxidrila ou hidroxila na extremidade 3´,

não é possível haver extensão a partir do nucleotídeo adicionado, parando a reação;• Desta forma, cada mistura de reação produzirá cadeias prematuramente terminadas de

acordo com toda ocorrência de um didesoxinucleotídeo adicionado.• As misturas então são separadas em um gel de sequenciamento por eletroforese para se

detectar cada um dos nucleotídeos presentes na sequência de DNA lida.

Sequenciamento automático• Utilização de marcadores fluorescentes ligados a cada um dos

ddNTPs;• Ocorre apenas uma reação de sequenciamento como os 4 ddNTPs;• Moléculas terminadas com ddNTPs diferentes podem ser

identificadas por meio de seus sinais fluorescentes distintos;

Sequenciamento automático• A amostra é aplicada num gel ou em um

capilar de poliacrilamida e então passado por um detector de fluorescência;

• O detector identifica o sinal fluorescente emitido pelas bandas e transmite os dados para o computador, que converte a informação na seqüência de DNA apropriada;

• A seqüência pode ser impressa para análise ou enviada para um arquivo para ser analisada por softwares específicos;

• Construção de mapas descritivos de cada cromossomo de diferentes espécies;• O conhecimento da seqüência de bases de um gene fornece importantes informações

sobre sua estrutura, função e relação evolutiva com outros genes;• Sequenciamento de genomas tumorais para isolar e sequenciar o DNA genômico tumoral;• Permitir o estudo das variações moleculares em nossa espécie;

Principais Usos

• Detectar predisposições a doenças (apenas indicado para pessoas que têm histórico familiar);• O que está a nosso alcance é identificar variações específicas em determinados

genes associadas a aumentos significativos de risco;• Doenças que podem ser detectadas: síndrome de down, talassemia, albinismo,

daltonismo, síndrome de turner;

Principais Usos

• 1990 - É iniciado o Projeto Genoma Humano;• Participações mais representativas Alemanha,

Austrália, Brasil , Canadá, China, Coreia do Sul, Dinamarca, Estados Unidos, França, Israel, Itália, Japão, México, Países Baixos, Reino Unido, Rússia e Suécia;• Outras nações também realizavam

sequenciamentos gênicos;• 1998 - Entrada de Craig Venter (liderando a

empresa privada Celera Genomics) na corrida para sequenciar todo o genoma humano;• Década de 90 - Grandes debates sobre a ética

dessa prática (EUA);

Projeto Genoma Humano

Projeto Genoma Humano

• 1999 - Pesquisadores do consórcio público Projeto Genoma Humano e da empresa privada norte-americana Celera anunciam o rascunho do genoma humano;• 2003 - Conclusão parcial da análise da

sequência do genoma humano; • 2007 - Craig venter publica o

sequenciamento do genoma diplóide, mostrando que a semelhança genética entre indivíduos é 99,5% (e não 99,9% como se previa no fim do PGH);

• 1995 - É obtida a primeira sequência completa de DNA de um organismo de vida livre, a bactéria Hemophilus influenzae;• 2000 - No Brasil, pesquisadores paulistas

anunciam o seqüenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa;• 2005 - Publicação compara os genes sequenciados

do chimpanzé (Pan Troglodytes) com de humanos;• 2008 - Genoma do milho (Zea mays) é

sequenciado através de um consórcio de empresas;

Outros projetosOutros projetos

Outros projetos

• Comparativo de cromossomos de Homo sapiens com Pan trogodytes;• Evidências mais consistentes sobre a evolução ;

• 2009 - Genoma de um Bovino (Bos primerginus) é sequenciado;• Fevereiro de 2010 - Genoma de um

Paleo-Esquimó é completamente sequenciado através de amostras de DNA de 4000 anos;• Maio de 2010 - Projeto Genoma

Neanderthal (anunciado em 2006) é publicado na revista"Science";

Outros projetos

Diversos outros organismos tiveram seu genoma sequenciado:• Animais: Camundongo (Mus musculus), Rato marrom (Rattus norvegicus),

Macaco Rhesus (Macaca mulatta), Galinha doméstica (Gallus gallus), Wallaby (Macropus eugenii), Gato doméstico (Felis silvestris), Cão doméstico (Canis lupus), Mosca Drosophila (Drosophila melanogaster), entre outros;

Outros projetos

Monumento russo em homenagem aos ratos sacrificados para pesquisas de sequenciamento genético.

• Plantas: Arabdopsis thaliana, Arroz (Oryza sativa), Trigo (Triticum aestivum), Tomate (Solanum lycopersicum), Uva (Vitis vinifera);• Fungos: Levedura do pão e cerveja (Saccharomyces cerevisae), Neurospora

crassa;

Outros projetos

• A bactéria Escherichia coli;• O vírus responsável pela SARS ;• Grande importância econômica está altamente relacionado ao interesse

científico!

Outros projetos

Tecnologias atuais• 2012 – Dez anos do sequenciamento do genoma humano;• Novas tecnologias aproximam cada vez mais a genômica da aplicação clínica;• Alto uso das tecnologias de sequenciamento e análise melhoram a qualidade e

diminuem os custos;

• Discussões sobre a ética do sequenciamento gênico: Doenças ainda não tratáveis que podem ser descobertas, causando pânico ou depressão;

• Descoberta de doenças hereditárias, desestimulando pessoas a terem filhos;

E afinal, a ignorância é uma benção?

Problemas enfrentados

Bibliogafia• Victor K. McElheny (2010). Drawing the Map of Life: Inside the Human Genome

Project. Basic Books. ISBN 978-0-465-03260-0. 361 paginas.• Collins F (2006). The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief.

Free Press. ISBN 0-7432-8639-1. OCLC 65978711• Venter, J. Craig (October 18, 2007). A Life Decoded: My Genome: My Life. New

York, New York: Viking Adult. ISBN 0-670-06358-4. OCLC 165048736• Genetics Home Reference (2013).

"What were some of the ethical, legal, and social implications addressed by the Human Genome Project? - http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/hgp/elsi• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject• http://genomesonline.org/cgi-bin/GOLD/index.cgi