seminário projeto genoma humano - 2014
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Projeto Genoma Humano – PGH
Universidade Estadual do Ceará
Centro de Educação Ciências e Tecnologia da Região dos Inhamuns
Licenciatura Plena em Ciências Biológicas
Biotecnologia – Prof.: Dr. Silvio César
Universidade Estadual do Ceará
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Introdução
• O Projeto Genoma Humano foi um dos maiores e mais ambiciososprojetos de todos os tempos. Foi o programa de pesquisainternacional e colaborativo cujo objetivo era o mapeamentocompleto e compreensão de todos os genes dos seres humanos.
• O projeto envolveu diversos países (o Brasil esta nesta lista), uminvestimento milionário e um esforço de 13 anos para sua conclusão.O PGH contribuirá para identificar a causa de doenças e as interaçõesentre o meio ambiente e a hereditariedade na definição da condiçãohumana.
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O que é genoma?
• O genoma é o conjunto de todo o material genético localizado nonúcleo das células de um ser vivo. Ele é distribuído emcromossomos, que por sua vez são compostos pela famosamolécula DNA.
• Cada cromossomo contém centenas ou milhares de genes, quecarregam as instruções para fazer proteínas.
• DNA é a sigla para ácido desoxirribonucleico, uma substânciacom um formato peculiar. Ela é composta por duas fitascompostas por sequências de bases nitrogenadas. Essas basesnitrogenadas são as famosas "letras químicas" do DNA, A, T, C eG.
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PGH – DNA: Marcos históricos...
1910
1866
Johan Gregor Mendel
Thomas Hunt Morgan
1943
1970 a 1973
Watson e CrickOswald Avery
Paul BergChargaffGriffith
1928 1952
1954
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“TimeLine” – História do PGH (Resumo)
1985
Robert Sinsheimer realiza umareunião na Universidade daCalifórnia e propõe osequenciamento do GenomaHumano.
1990
Início oficial do ProjetoGenoma Humano, comparticipação de pesquisadoresamericanos e europeus.
1992
Francis Collins assume aliderança do PGH apóssaída de Watson.
1992
Creig Venter desenvolvemétodo de sequenciar genese torna-se presidente daCelera Genomics.
1995
Sequenciamento completodo genoma da bactériaHaemophilus influenzae.
1999
Primeiro cromossomohumano completamentesequenciado.
2000
Consórcio do PGH e CeleraGenomics anunciam seustrabalhos – Rascunho docódigo genético Humano
2001
Science e Nature
2003
14 de Abril - PGHé encerrado.
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Corrida Mundial pelo Genoma Humano
Gilbert, um dos presentes na reunião de Sinscheimer em 1985, ouve com atenção e apoia a ideia propondo a
criação de um instituto do genoma humano;
Charles DeLise, do Departamento de Energia
(DOE) já manifestava interesse em sequenciar o
genoma humano;
Renato Dulbecco comenta, numa reunião realizada por
DeLise, que o projeto viabilizaria uma virada na
pesquisa do Câncer;
Botstein e David Baltimore criticam a ideia. O projeto vai
contra os princípios da Biologia. Muito caro pode colocar em risco todos os
pesquisadores;
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O DOE não tem capacidade de receber um projeto dessamagnitude;
O DOE fará um sequenciamento todo militar;
Questões envolvendo os genes não passaram pelos órgãosde saúde;
NIH fará o mapeamento
NIH detém mais recursos e lidera o projeto
NIH nunca fez um projeto de tamanha envergadura;
Possuímos um banco e uma biblioteca de genes;
Somos a escolha lógica;
DOE fará o sequenciamento;
Corrida Mundial pelo Genoma Humano
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• Em 1989 NCRaprova o projetogenoma eestabelecealgumasorientações sobreo projeto, ondeWatson aposta seucargo criandoobjetivos para ospróximos 5 anos.
Corrida Mundial pelo Genoma Humano
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• Gilbert tenta sequenciar o genoma emsua própria companhia.
• "[Será] disponível para todos ... por umpreço",
Gilbert
• Watson se irritou a ideia de vender algotão fundamental como dados sobre oDNA humano.
• Watson “explode” com a ideia depatentear genes sequenciados.“Praticamente qualquer macaco"poderia fazer o que o grupo de Venterestava fazendo, "Estou horrorizado",Watson disse ao Congresso.
• Watson deixa NIH.
Watson
• Venter sugere sequenciar genes“interessantes” e anuncia terdesenvolvido outro método desequenciamento
• Também falou em patentear os genes;
• Venter recebe proposta para testar suaestratégia, e também deixa NIH em1991;
Venter
Corrida Mundial pelo Genoma Humano -Conflitos
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1992 Francis Collins assume o NIH;
Importância do projeto para salvar vidas com a cura dedoenças genéticas;
Construção de mapas mais sofisticados e diminuição dotempo para rastrear genes causadores de doenças mortais.
Perdido na polêmica, no entanto, foi o fato de que encontrarum gene era muito longe de ter um tratamento, e muitomenos a cura
Em 1993 criou um novo e importante laboratório desequenciamento, o Centro Sanger perto de Cambridge, comSulston como sua cabeça.
O custo muito alto e o financiamento apertado dos EUApreocupava Collins que temia a não conclusão do projeto ate2005. “Temos hipotecado parte do nosso futuro."
Corrida Mundial pelo Genoma Humano –Nova Perspectiva
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• 1996 - NIH sequencia o genoma de umalevedura (C. elegans) (Waterston eSulston são os sequenciadores) segundoeles a tecnologia era bom o suficiente, oempecilho era o custo.
• O Consócio pega pequenos pedaços deDNA cujas posições no cromossomo sãoconhecidas, quebra-os em pedaços,sequencia-nos aleatoriamente e por fimvolta a montá-los.
• Collins não se apressou. Seu objetivo eramontar o “livro da vida” com a melhorqualidade possível.
• 1995 - Venter surpreende a comunidadeao anunciar que tinha sequenciadocompletamente o genoma doHaemophilus influenzae, em 1,8megabases. Usando o método deespingarda de sequenciamento, que oNIH tinha insistido que não funcionaria enão serviria para financiar.
• Venter simplesmente triturada todo ogenoma, depois usa um computador paramontar as partes sequenciadas a partirde extremidades sobrepostas.
Consórcio Público Celera Genomics
Corrida Mundial pelo Genoma HumanoConsórcio Público Vs. Celera Genimics
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• 1998 – Venter anuncia que uma máquinaque sequenciaria automaticamente todogenoma em 3 anos com um custo de US $300 milhões.
• Venter usaria a mesma técnica que usou coma Haemophilos, desta vez destruiria todo ogenoma de 3 bilhões de bases em “zilhões”de fragmentos e usaria um dossupercomputadores mais rápido do mundopara sequenciar e montar.
• Venter tinha mais de 300 máquinas desequenciamento de Perkin-Elmer Corp.
Venter
• Os líderes do projeto público estava com raiva eincredulidade. Depois de terem passado anospreparando o terreno, poderia Venter realmentevencê-los até o fim e roubar a glória?
• O plano de Venter deixaria o genoma cheio deburacos e impossível de remontar;
• Collins acelerou o ritmo e anunciou que em 2001teria o rascunho com 90 % do genoma. Em 2003eles terminariam todo o sequenciamento. Tornarum rascunho público foi uma estratégia paraevitar questões de patentes pela Celera e outrasempresas.
Collins
Corrida Mundial pelo Genoma Humano –Venter lança o desafio
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Venter anuncia, em outubro 1999, que
já sequenciou 1 bilhão de bases do
genoma;
NIH anuncia, em novembro de 1999,
que havia completado 1 bilhão
de bases;
Em janeiro de 2000 Venter anuncia que já
copilou 90% do genoma humano e que em Março completaria 2 bilhões de
bases sequenciadas;
O consórcio público acusava Venter de lançar dados do NIH no
seu site
Corrida Mundial pelo Genoma Humano –Duelos na imprensa
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Venter et al. Collins et al.
Corrida Mundial pelo Genoma Humano –Rascunho
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Mapeamento do Genoma
Representaçãodo mapeamentogenético nocromossomohumano
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Frederick Sanger
2 vezes premio Nobel
Desenvolveu o Método de Sanger ou “Rescisão Didesoxy”
Sequenciamento: Método Sanger
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• Cromossomo artificialbacteriano – BAC;
• Clonar sequencias deDNA em célulasbacterianas;
Sequenciamento
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Sequenciamento
• Didesoxinucleotídeos são inibidores determinação da cadeiade polimerase de ADN;
• dNTP;
• ddGTP;
• ddATP;
• ddTTP ;
• ddCTP.
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DNA Polimerase em Ação
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Método “Shotgun” Hierárquico
Método “Shotgun” Aleatório
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Sequenciamento Automatizado
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Sequenciamento Automatizado
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Desenvolvimento da Farmacogenômica;.
Testes genéticos
O Projeto Genoma proporcionou uma nova abordagem nas pesquisas biomédicas;
Possível identificar as causas das doenças raras, como síndrome de Kabuki e Miller.
Determinação de Fatores hereditários;
Encontrar mutações
Conquistas e Discussões
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Descoberta
1.800 genes de doenças
genes suspeito por causar doenças hereditárias em questão de dias;
Relação genoma/evolução humana;
Criação de catálogo de variação genética, ou halotípos, no genoma humano.
Ainda é preciso:
Aperfeiçoar o genoma e fechar algumas lacunas;
Identificar polimorfismos genéticos na população humana
Identificar todos os elementos funcionais do genoma;
Identificar como as proteínas funcionam em conjunto;
Conquistas e Discussões
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Interpretação genômica e tratamento adequado a um paciente com histórico de câncer hereditário;
Análise do numero ou estrutura dos cromossomos fetais afim de descobrir alguma anomalia;
Estudo de amostras tumorais podem determinar o prognóstico e guiar a tomada de decisões
terapêuticas;
Algumas Aplicações da Genética e Genômica na Medicina
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Genoma e Medicina
Transtor-nos de um único gene
Transtornos Multifatoriais
Transtor-nos
Cromossômicos
Três tipos de fatores genéticos
causadores de doenças
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Aplicações na Medicina
Terapia Gênica
Testes GenéticosFarmacoge-
nomica
US$ 3 Bilhões - 2001
US$ 1 mil -2013
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• Teve início em 2006;
• Criado para catalogar mutações genéticas causadoras docâncer;
• Compreender como os erros no DNA afetam as célulascausando seu crescimento descontrolado;
• Identificar as alterações no conjunto completo de cadacâncer de DNA - seu genoma - irá lançar as bases paramelhorar a prevenção do câncer, detecção precoce etratamento.
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• Peito
• Sistema Nervoso Central
• Endócrino
• Gastrointestinal
• Ginecológico
• Cabeça e Pescoço
• Hematológicas
• Pele
• Tecidos Moles
• Torácico
• Urológico
Projeto Genoma Humano
Gêneros Estudados
http://cancergenome.nih.gov/cancersselected29
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PGH - Brasil
• O Projeto Genoma Humano do Câncer está em andamento graças aunião da Fapesp, Instituto Ludwig, Unicamp, EPM e da Faculdade deMedicina da USP;
• Brasil ganhou reconhecimento internacional ao sequenciar com êxito ogenoma da praga Xylella fastidiosa praga da laranja.
• O projeto da praga foi tão bem sucedido, que ganhou o reconhecimentointernacional, sendo capa da revista britânica Nature eda Science (EUA.).
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1) Privacidade de informação genética;
2) Segurança e eficácia na medicina genética;
3) Justiça no uso das informações genéticas
•O projeto dedicou10% do seuorçamento para aELSI Program(Ethical, Legal andSocial Implicationsof the HumanGenome Project).
Debates e Bioética
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Autonomia
Privacidade
Qualidade Igualdade
Justiça
Debates e Bioética
Princípios básicos do
Projeto Genoma Humano
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![Page 33: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/33.jpg)
• Impossível clonar um
humano (cópia exata).
• Complexidade vem da
combinação de genes/produção de proteínas
• Influencias ambientais
altera o funcionamento do organismo;
• Genoma Humano tem
cerca de 30.000 genes
Nem todas as
respostas estão no
DNA
Humanos 99,99%
Idênticos
Identificar as
interações entre os
genes
Gene: Matéria-
prima sem manual de instruções
"A noção de que um gene é igual
a uma doença ou que produz uma proteína-chave
está voando janela afora", afirmou Craig
Venter.
Resultados
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![Page 34: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/34.jpg)
A decifração do genoma respondeu a algumasquestões. Mas, no processo, levantou outras aindamais enigmáticas.
Projeto Genoma Humano
Autor Desconhecido
Resultados
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![Page 35: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/35.jpg)
Onde encontro informações sobre o PGH?
http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/
http://www.genome.gov
http://cancergenome.nih.gov/
http://www.nature.com/>
http://www.nih.gov
http://energy.gov/
http://www.jcvi.org/cms/home/
Projeto Genoma Humano35
![Page 36: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/36.jpg)
"O Projeto Genoma Humano foi umaaventura incrível em nós mesmos,para entender o nosso próprio livrode instruções do DNA, a herançacompartilhada de toda ahumanidade“.
Diretor do NHGRI Francis S. Collins,
Projeto Genoma Humano36
![Page 37: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/37.jpg)
• NUSSUBAUM, Robert - Thompson & Thompson Genética Médica. Vol. 7 (2008), actual.2008. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URLhttp://books.google.com.br/books?id=vjOET7ul_R0C&hl=pt-BR&source=gbs_navlinks_s>
• TEIXEIRA, Sálvio de Figueiredo; VELLOSO, Carlos Mário da Silva - Direito e medicina. Vol.1 (2000), actual. 2000. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URLhttp://books.google.com.br/books?id=izzd31Z7GWYC&dq>
• LEVITOV, Alexander B.; DALLAS, Apostolos P.; SLONIM, Anthony D. - Bioquímica Ilustradade Harper (Lange). Vol. 29 (2013), actual. 2013. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível nainternet: <URL http://books.google.com.br/books?id=lM06AgAAQBAJ&dq>
• TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Case - Microbiologia. Vol 10.[consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URLhttp://books.google.com.br/books?id=qJB74Coy-QMC&dq>
Referencias
Projeto Genoma Humano37
![Page 38: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/38.jpg)
• SOUZA, Valdomiro José de - Projeto Genoma Humano. Vol. 1 (2004) [consult. 20 Out.2013]. Disponível na internet: <URLhttp://books.google.com.br/books?id=MM8DHOM9GJEC&dq>
• PROJETO INTERNACIONAL HAPMAP – Projeto Internacional HapMap act. 2013. [consult. 25 Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/>
• NATIONAL HUMAN GENOME RESEARCH INSTITUTE - Comunicação e Public Liaison Filial.Rockville Pike: act. 2014. [consult. 05 Out. 2013] Disponível na internet <URLhttp://www.genome.gov/>
• THE CANCER GENOME ATLAS – National Cancer Institute. USA: act. 2014. [consult. 27Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://cancergenome.nih.gov/>
Referencias
Projeto Genoma Humano38
![Page 39: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/39.jpg)
• Núcleo Interinstitucional de Bioética - Goldim JR. Porto Alegre: act 2014 [consult. 07Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.bioetica.ufrgs.br/>
• PROGRAMA EDUCAR – Universidade de São Paulo. São Paulo: act. 2010. [consult. 22 Jan.2014] Disponível na internet <URLhttp://educar.sc.usp.br/licenciatura/2001/genoma/participantes.html>
• RESERACH PORTFOLIO ONLINE REPORTING TOOLS - Department of Health and HumanServices. USA: act. 2013. [consult. 28 Jan. 2013] Disponível na internet <URLhttp://report.nih.gov/>
• SCIENCE - Associação Americana para o Avanço da Ciência. USA: act. 2014. [consult. 23Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.sciencemag.org/>
Referencias
Projeto Genoma Humano39
![Page 40: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/40.jpg)
• NATURE - Nature Publishing Group. Reino Unido: act. 2014. [consult. 20 Out. 2013]Disponível na internet <URL http://www.nature.com/>
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• GENEBANK - Department of Health and Human Services. USA: act. 2013. [consult. 23Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/>
• GENOSCOPE – Centro Nacional de Sequenciamento. França: act. 2012 [consult. 20 Out.2013] Disponível na internet <URL http://www.genoscope.cns.fr/spip/spip.php?lang=fr>
Referencias
Projeto Genoma Humano40
![Page 41: Seminário Projeto Genoma Humano - 2014](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061612/58ebdc0e1a28ab660b8b46cb/html5/thumbnails/41.jpg)
Autor: Rafael Gonçalves Lima
Licenciando em Ciências Biológicas
Faculdade de Educação, Ciências eLetras da Região dos Inhamuns
Tauá – Ceará
Universidade Estadual do Ceará