Análise da seqüência

A análise da seqüência em biologia molecular envolve a identificação da seqüência de nucleotídeos em um ácido nucleico, ou aminoácidos em um peptídeo ou proteína. Uma vez obtida uma amostra, as seqüências de DNA podem ser produzidas automaticamente por máquina e o resultado exibido no computador. Interpretar esses resultados ainda é uma tarefa para os seres humanos.Não

As informações da análise de seqüências são utilizadas em muitos campos da biologia. Ela fornece informações sobre a relação entre organismos individuais, ou entre grupos de organismos. Mostra o quanto estão intimamente relacionadas.

Seqüência de pares de base de DNA

Uma seqüência de DNA é a seqüência de nucleotídeos em uma molécula de DNA. Ela é escrita como uma sucessão de letras que representam a estrutura primária de uma molécula ou fio de DNA. Se funcional, tal seqüência contém informações para a seqüência de aminoácidos em uma molécula de proteína. As letras possíveis são A, C, G e T, representando as quatro bases nucleotídicas de um filamento de DNA - adenina, citosina, guanina, timina. As sequências são impressas umas ao lado das outras, sem lacunas, como na seqüência AAAGTCTGAC.

O estudo do RNA e das proteínas é mais complexo. A estrutura geral do DNA é simples e previsível (dupla hélice). O estudo do RNA e das proteínas deve incluir um estudo de sua estrutura tridimensional, que é variada, e influencia como elas funcionam. Até certo ponto, isto pode ser auxiliado por computador, mas tem que ser verificado em cada caso.

As informações sobre seqüências são mantidas em bancos de dados. Desde o desenvolvimento da rápida produção de seqüências de genes e proteínas durante a década de 1990, a taxa de adição de novas seqüências aos bancos de dados aumenta o tempo todo.

Pontuação

Foi feita uma análise completa do genoma em mais de 800 espécies e cepas. O trabalho é feito por uma máquina, o seqüenciador de DNA, que analisa sinais luminosos de fluorocromos ligados aos nucleotídeos. Este tipo de trabalho está se tornando gradualmente menos dispendioso.

"Existem atualmente [2009] mais de 90 espécies de vertebrados com seqüências inteiras de genoma terminadas, em processo ou em fase de planejamento avançado.

Totais aproximados

Desde dezembro de 2012, a análise do genoma inteiro foi concluída em cerca de 800 a 900 espécies e cepas de espécies vivas. Os números são aproximados, e estão mudando.

  • Animais: 111 espécies
  • Plantas: 53 espécies
  • Fungos: 81 espécies
  • Protistas: 50 espécies
  • Archaea: 139 espécies e linhagens
  • Bactérias: ~4/500 espécies e cepas

Seqüência de DNA humano

O genoma humano é armazenado em 23 pares de cromossomos no núcleo celular e no pequeno DNA mitocondrial. Muito se sabe agora sobre as seqüências de DNA que estão em nossos cromossomos. O que o DNA de fato faz agora é parcialmente conhecido. A aplicação deste conhecimento na prática só agora começou.

O Projeto Genoma Humano (HGP) produziu uma seqüência de referência que é utilizada mundialmente em biologia e medicina. A natureza publicou o relatório do projeto financiado publicamente, e a Science publicou o trabalho de Celera. Estes trabalhos descreveram como a seqüência de rascunho foi produzida, e deram uma análise da seqüência. Esboços melhorados foram anunciados em 2003 e 2005, preenchendo para ≈92% da seqüência.

O último projeto ENCODE estuda a forma como os genes são controlados.

Trabalho forense

Não é necessário ter seqüências genômicas completas para o trabalho forense, como a identificação de um criminoso a partir de traços de DNA deixados no local de um crime, ou para casos de paternidade. Atualmente, o sequenciamento genômico completo ainda é muito caro, mas felizmente, métodos mais simples e baratos estão disponíveis.

A idéia básica é olhar para certos loci (lugares) no genoma que são altamente variáveis entre as pessoas. Cerca de 10 a 15 desses loci são necessários para uma correspondência, e os detalhes legais diferem entre os países. Uma correspondência entre uma amostra e um indivíduo suspeito torna extremamente provável que o indivíduo tenha sido a fonte da amostra. Esta evidência seria então a base do caso de acusação de um crime. Uma análise semelhante mostraria que um homem era muito provavelmente o pai de uma criança. Esta é realmente uma maneira moderna de fazer o que foi feito com os grupos sanguíneos antes que os detalhes do DNA pudessem ser analisados. Os métodos têm sido desenvolvidos principalmente pelo trabalho de Alec Jeffreys.

O DNA de cada pessoa contém dois alelos de um determinado gene ou "marcador": um do pai e um da mãe. Os 'marcadores' são genes escolhidos por terem uma série de alelos diferentes que ocorrem freqüentemente na população. A tabela a seguir é de um experimento comercial de teste de paternidade de DNA. Ela mostra como a relação entre pais e filho é demonstrada com cinco marcadores:

Marcador de DNA

Mãe

Criança

Alegado pai

D21S11

28, 30

28, 31

29, 31

D7S820

9, 10

10, 11

11, 12

TH01

14, 15

14, 16

15, 16

D13S317

7, 8

7, 9

8, 9

D19S433

14, 16.2

14, 15

15, 17

Os resultados mostram que o DNA da criança e do suposto pai correspondem a estes cinco marcadores. Os resultados completos do teste mostraram esta correlação em 16 marcadores entre a criança e o homem testado. Se um caso é testado em tribunal, um cientista forense daria provas sobre a probabilidade de obter esse resultado por acaso.

Testes de DNA nos EUA

Existem leis estaduais sobre o perfil de DNA em todos os 50 estados dos Estados Unidos. Informações detalhadas sobre as leis de bancos de dados em cada estado podem ser encontradas no site da Conferência Nacional de Legislaturas Estaduais.

Um químico da Alfândega e Proteção de Fronteiras dos Estados Unidos lê um perfil de DNA para descobrir de onde veio uma mercadoria.
Um químico da Alfândega e Proteção de Fronteiras dos Estados Unidos lê um perfil de DNA para descobrir de onde veio uma mercadoria.

DNA antigo

O DNA antigo foi recuperado de algumas fontes. O registro para a sobrevivência do DNA adequado para análise de seqüência é de 700.000 anos. Um esqueleto de cavalo enterrado no permafrost forneceu aos ossos algum DNA que sobreviveu. A seqüência foi apenas 70% completa, mas foi o suficiente para os pesquisadores dizerem "Não pareceria um cavalo como o conhecemos... mas esperaríamos que fosse um cavalo de um só dedo". Para comparação, os pesquisadores tiveram acesso a seqüências de DNA de cavalos modernos, burros e o cavalo de Przewalski.

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