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Biologia Genômica
2º Semestre, 2017
Recombinação Homóloga e Sítio-Específica
Prof. Marcos Túlio
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal
Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas de S.J.R.P.
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
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Aula Passada - Reparo de DNA
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Recombinação
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Recombinação para Reparo
Double-Strand
DNA Breaks
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NHEJ
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Recombinação
Homóloga
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Recombinação
Homóloga
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Recombinação
Homóloga
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Recombinação Homóloga - Reparo
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Sistema RecBCD de E. coli
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Sistema RecBCD de E. coli
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Invasão de ssDNA - RecA de E. coli
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Invasão de ssDNA - RecA de E. coli
Yu et al., 2001. PNAS 98:8419–24
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Invasão de ssDNA - RecA de E. coli
![Page 17: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/17.jpg)
Invasão de ssDNA
- RecA de E. coli
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Migração de ssDNA - RuvAB de E. coli
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Migração de ssDNA - RuvAB de E. coli
https://www.sheffield.ac.uk/mbb/ruva/ruva-040
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Resolução - RuvC de E. coli
![Page 21: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/21.jpg)
Recombinação
Meiótica
![Page 22: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/22.jpg)
Recombinação
Meiótica
![Page 23: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/23.jpg)
Troca de Sexo? Só levedura mesmo...
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Troca de Sexo? Só levedura mesmo...
![Page 25: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/25.jpg)
Recombinação Homóloga - Resumo
Rad54, Rad5, BLM, WRN,
RECQ1, RECQ5, FANCM, etc. RecG
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Embaralhando o Genoma...
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Recombinação Sítio-Específica
![Page 28: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/28.jpg)
Recombinação Sítio-
Específica
![Page 29: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/29.jpg)
Serina e Tirosina Recombinases
![Page 30: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/30.jpg)
Integrase do Bacteriófago Lambda
![Page 31: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/31.jpg)
Hin
Recombinase
de Salmonella
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XerCD Recombinase de E. coli
![Page 33: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/33.jpg)
XerCD Recombinase de E. coli
![Page 34: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/34.jpg)
XerCD Recombinase de E. coli
![Page 35: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/35.jpg)
Transposição
![Page 36: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/36.jpg)
Transposição
![Page 37: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/37.jpg)
Cut and Paste
![Page 38: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/38.jpg)
Retrotransposons/
Retrovirus
![Page 39: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/39.jpg)
Retrotransposons/Retrovirus
![Page 40: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/40.jpg)
Recombinação/
Reparo e Evolução
de Genomas
![Page 41: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/41.jpg)
Mecanismos de duplicação gênica
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
![Page 42: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/42.jpg)
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
Mecanismos de duplicação gênica
![Page 43: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/43.jpg)
8.8 Morphological Complexity Evolves by Adding New Gene Functions
FIGURE 17: Common eukaryotic proteins are
concerned with essential cellular functions
FIGURE 18: Increasing complexity in eukaryotes is accompanied by
accumulation of new proteins for transmembrane and extracellular functions
![Page 44: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/44.jpg)
Famílias de Genes/Proteínas
![Page 45: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/45.jpg)
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication
and Divergence
FIGURE 20: Each of the alpha-like and beta-like globin gene families is organized
into a single cluster that includes functional genes and pseudogenes (psi)
![Page 46: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/46.jpg)
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication and Divergence
FIGURE 21: Different
hemoglobin genes are
expressed during
embryonic, fetal, and
adult periods of
human development
![Page 47: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/47.jpg)
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication
and Divergence
![Page 48: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/48.jpg)
8.10 Globin Clusters Arise by Duplication and Divergence
FIGURE 22: Seven mouse genes include two early embryonic genes, one
late embryonic gene, two adult genes, and two pseudogenes
![Page 49: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/49.jpg)
8.11 Pseudogenes Are Nonfunctional
Gene Copies
• Some pseudogenes may gain functions different from
those of their parent genes, such as regulation of gene
expression, and take on different names.
FIGURE 23: Many
changes have
occurred in a beta-
globin gene since it
became a
pseudogene
![Page 50: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/50.jpg)
FIGURE 24: Most human RP pseudogenes are of recent origin; many are
shared with the chimpanzee but absent from rodents
Adapted from S. Balasubramanian, et al., Genome Biol. 20 (2009): R2.
![Page 51: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/51.jpg)
Genes Homeobox
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
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Exon/Domain Shuffling
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
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Exon Shuffling
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
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Exon/Domain Shuffling
Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21112/
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Brown, 2002. Genomes, 2nd ed.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2
1112/
Duplicação de genomas inteiros
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Genoma de Plantas = Bagunça!
http://chibba.agtec.uga.edu/duplication/
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FIGURE 13: DNA content of the haploid genome increases with morphological
complexity of lower eukaryotes, but varies among higher eukaryotes
Genoma de Plantas = Bagunça!
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Hipótese 2R de duplicação do genoma de
vertebrados
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Da mitocôndria para o núcleo: NUMTs
Bhazkani-Covo et al., 2010. Molecular
Poltergeists: Mitochondrial DNA
Copies (numts) in Sequenced Nuclear
Genomes. PLoS Genetics, e:1000834.
![Page 60: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/60.jpg)
Do cloroplasto para
o núcleo, eu até
entendo, mas do
cloroplasto de uma
alga para o núcleo
de um animal…
Rumpho et al., 2011. J Exp Biol, 214:
3003-11.
![Page 61: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/61.jpg)
Evolução de Blocos de Genes:
Inversões Cromossômicas
![Page 62: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/62.jpg)
Evolução de Blocos de
Genes:
Inversões Cromossômicas
![Page 63: Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga … · 2017-10-02 · Biologia Genômica 2º Semestre, 2017 Recombinação Homóloga e Sítio-Específica Prof. Marcos](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041511/5e2832ef0d115b662211644a/html5/thumbnails/63.jpg)
Evolução de Blocos de Genes:
Inversões Cromossômicas
Ananina et al., 2004. GMB, 27:61-69.