Genética Funcional e Transcritoma

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Questions and Answers

Qual é a principal diferença entre genética direta e genética inversa?

Genética inversa observa o fenótipo antes de realizar mutações.

Genética direta utiliza mutagénese baseada na sequência do gene.

Genética inversa começa com a mutação aleatória de organismos.

Genética direta busca identificar o gene responsável após a observação do fenótipo. (correct)

O que caracteriza a expressão ectópica de um gene?

A expressão do gene é aumentada em células não usuais.

O gene é totalmente inibido, não gerando nenhum produto.

O gene é expresso em um estágio de desenvolvimento diferente do normal. (correct)

A expressão do gene ocorre em todas as células do organismo.

Qual é uma forma de ganhador de função na genômica funcional?

Indução da transposase de forma aleatória.

Inserção de T-DNA para reduzir a expressão.

Sobre-expressão do gene. (correct)

Knockout do gene.

Qual dos seguintes métodos é usado para induzir uma perda de função em um gene?

Inserção de T-DNA ou transposões. Signup and view all the answers

O que é um knockout em termos de genética?

Leva à completa inibição da expressão de um gene. Signup and view all the answers

Qual é a função dos transposões na pesquisa genética?

Induzir a mobilização de sequências de DNA a regiões específicas. Signup and view all the answers

Qual dos seguintes promotores é frequentemente usado para a sobre-expressão de genes em plantas?

Promotor CalMV 35S. Signup and view all the answers

O que é transcritoma?

O conjunto de todos os genes a serem transcritos num determinado momento. Signup and view all the answers

Qual é o papel do T-DNA na modificação genética de plantas?

Serve para inserir genes recombinantes ou realizar knockouts. Signup and view all the answers

Qual método é utilizado para obter uma visão abrangente do transcritoma?

Microarrays e métodos baseados em sequenciamento. Signup and view all the answers

Qual é a função das sondas nos microarrays?

Ligar-se ao RNA complementar e emitir sinal. Signup and view all the answers

Como a expressão génica pode variar ao longo do tempo?

De acordo com as condições ambientais ou internas específicas. Signup and view all the answers

O que caracteriza os microarrays na análise do transcritoma?

Cada poço corresponde a um único gene com sondas fixas. Signup and view all the answers

Qual é a principal vantagem de estudar o transcritoma?

Facilitar a análise de anormalidades genéticas e patologias. Signup and view all the answers

Como os fragmentos de DNA genômico podem ser utilizados nos microarrays?

Como transcritos parciais que ajudam na ligação do RNA. Signup and view all the answers

Qual é a relação entre a variação da expressão génica e a resposta celular?

A variação permite a adaptação da célula a diferentes condições. Signup and view all the answers

Qual é a principal vantagem da sequenciação por NGS em relação à sequenciação de Sanger?

Diminui o tempo e o custo para sequenciar grandes quantidades de DNA. Signup and view all the answers

Qual a principal característica das tecnologias de terceira geração de sequenciação?

Geram leituras maiores de DNA, mas com menor throughput. Signup and view all the answers

Na Pirossequenciação, o que acontece quando um nucleótido complementar é adicionado?

Um grupo pirofosfato (PPi) é liberado e gerará uma emissão de luz. Signup and view all the answers

Qual é a função dos adaptadores na Pirossequenciação?

Facilitar a ligação dos fragmentos de DNA às esferas de resina. Signup and view all the answers

Qual tecnologia de sequenciação foi desenvolvida primeiro?

Sequenciação de Sanger. Signup and view all the answers

Qual é a principal desvantagem da sequenciação de Sanger em comparação com as tecnologias NGS?

É muito mais cara e demorada para sequenciar genomas inteiros. Signup and view all the answers

Quais tecnologias representam a segunda geração de sequenciação?

NGS e Pirossequenciação. Signup and view all the answers

O que caracteriza o throughput das tecnologias NGS?

Capacidade de realizar milhares de pequenas sequenciações em paralelo. Signup and view all the answers

Qual é uma das principais vantagens da sequenciação de DNA ambiental?

Identifica organismos que não podem ser cultivados em laboratório. Signup and view all the answers

Como a metagenômica contribui para o estudo das proteínas desconhecidas na natureza?

Através da sequenciação que identifica novas proteínas em contextos ecológicos. Signup and view all the answers

Qual a relação entre metagenômica e microbioma humano?

Facilita a análise de comunidades de microrganismos que colonizam o corpo humano. Signup and view all the answers

O que são genes marcadores na sequenciação de DNA?

Genes altamente conservados utilizados para identificação de organismos. Signup and view all the answers

Quais são as características das espécies estudadas em metagenômica?

Elas comunicam-se com o ambiente em que estão inseridas. Signup and view all the answers

Qual é um exemplo de aplicação prática da metagenômica?

Análise da diversidade microbiana em superfícies como teclados de computador. Signup and view all the answers

Como a tecnologia de sequenciação contribui para a metagenômica?

Permitindo a sequenciação de todo o material genético extraído de amostras ambientais. Signup and view all the answers

Qual é a vantagem de inserções de cópia única de transgenes em comparação com cópias múltiplas?

Menor suscetibilidade ao silenciamento Signup and view all the answers

Qual é um benefício específico do DNA metabarcoding?

Normalização de resultados obtidos por diferentes grupos de pesquisa. Signup and view all the answers

Como o local de integração do transgene afeta sua expressão?

Áreas altamente transcritas podem ter uma expressão mais forte Signup and view all the answers

Qual é o primeiro passo na genotipagem de plantas mutantes?

Crescimento das linhas mutantes Signup and view all the answers

Qual é o principal objetivo das reações de PCR na genotipagem?

Amplificar diferentes fragmentos de DNA Signup and view all the answers

O que indica um resultado positivo na reação wild type durante a genotipagem?

Plantas que não possuem mutação Signup and view all the answers

Qual ferramenta pode ser usada para a escolha dos primers na genotipagem?

T-DNA Primer Design Signup and view all the answers

Qual é o papel da orientação do T-DNA inserido na escolha dos primers?

Impacta a eficiência da PCR Signup and view all the answers

Qual tipo de mutante é geralmente estudado em A.thaliana?

Mutantes de perda de função Signup and view all the answers

Qual é a principal vantagem do RNA-seq em relação aos microarrays?

O RNA-seq não subestima os níveis de expressão. Signup and view all the answers

O que o RNA-seq mapping determina?

Os níveis de expressão de genes no genoma de um organismo para um timepoint específico. Signup and view all the answers

Qual é um fator limitante na sequenciação do RNA?

A quantidade de RNA sequenciado. Signup and view all the answers

Quais informações a proteómica busca descrever?

Os mecanismos funcionais e funções das proteínas. Signup and view all the answers

Como os microarrays lidam com a saturação do sinal?

Diluindo a amostra. Signup and view all the answers

O que é necessário para que o RNA-seq tenha resultados precisos?

Sequenciar o máximo de RNA possível. Signup and view all the answers

Quais são algumas das perguntas que a proteómica procura responder?

Quais proteínas estão presentes e suas localizações. Signup and view all the answers

Qual tecnologia é fundamental para o progresso da proteómica?

Técnicas de separação e análise de proteínas. Signup and view all the answers

Study Notes

Resumo da Genómica Funcional em Plantas

As plantas desempenham um papel crucial na vida na Terra, fornecendo oxigénio, compostos úteis, fibras, alimentos e energia renovável.
O estudo das plantas é motivado pela fotossíntese, produção de novos fármacos e compostos interessantes, fontes de fibras, potencial de limpeza de solos, produção de plantações, e como fontes de energia renováveis.
Priestly, Linné, Darwin, e Mendel foram pioneiros em estudos fisiológicos, reprodutivos, genéticos e outros aspectos importantes da botânica.
Normal Borlaug é conhecido como o "Pai da revolução verde".
As plantas transgénicas são plantas modificadas geneticamente para crescer mais facilmente e serem fortificadas em nutrientes essenciais, melhorando características de resistência a diferentes stresse ambientais.

Organismos Modelo em Plantas

Organismos modelo são usados em estudos de processos biológicos extrapoláveis para outros organismos.
A Arabidopsis thaliana é um dos organismos modelo mais comuns para estudos em plantas, devido às suas vantagens, como ciclo de vida curto, pequeno tamanho, densidade genómica elevada, fácil transformação e outras ferramentas disponíveis.
A Medicago Truncatula and Zea mays são outros organismos modelos relevantes para estudos biológicos, sendo estudadas também outras espécies vegetais como o milho devido ao seu elevado valor económico.

Arabidopsis thaliana como modelo

Arabidopsis thaliana apresenta vantagens como ciclo de vida curto, pequenas dimensões, alta densidade genómica e fácil transformação, que facilitam os estudos em genética e outras áreas da biologia.
Outras plantas consideradas como modelo na investigação incluem outras plantas com elevado valor económico.

Estratégias de Estudo em Genómica Funcional em Plantas

A genómica estrutural foca-se na estrutura de genes e genómos, sequências de DNA, localização de genes/intrões/exões e outros detalhes.
A genómica funcional aproveita os dados de genómica, proteómica e outras "ómicas" para determinar a função de genes em organismos.
As estratégias de genómica funcional incluem genética direta (mutação aleatória, seleção de fenótipos, identificação de genes) e genética inversa (sequenciação de genes, mutagénese, estudo de fenótipos).

Mutagénese

Os tipos de mutações incluem mutações pontuais (silenciosas, sem sentido e missense) e exclusões, inserções e rearranjos.
Agentes mutagénicos químicos (por ex., EMS) e físicos (por ex., raios X) podem ser usados para introduzir mutações.
Agentes biológicos como transposões e T-DNA também criam mutações.

Transformação com Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria do solo que transfere seu DNA para plantas e induz formação de tumores.
O plasmídeo Ti contém genes virais que expressão T-DNA.
É possível introduzir genes de outros organismos por meio de transformação genética usando Agrobacterium, que introduz os genes desejados no genoma da planta.

Considerações Especiais

Importância de usar genotipagem para estudar mutantes e confirmar as sequencias das plantas.
Os genes marcadores são úteis na Metagenómica (estudo de material genético de uma ou mais comunidades de microrganismos).
As técnicas de sequenciação têm vantagens e desvantagens distintas a depender se o objetivo é sequenciar o genoma inteiro ou um fragmento.

Metagenómica

A metagenómica estuda comunidades dos microrganismos, extraindo DNA ambiental.
Permite identificar e quantificar os microrganismos existentes
Usando sequências de genes específicos (genes marcadores), pode-se definir grupos taxonómicos (OTUs) no conjunto dos organismos em estudo.

Transcritómica

A transcritómica estuda todos os mRNA num determinado ponto de tempo.
Pode identificar mudanças no nível de expressão génica de acordo com diferentes condições.
Os métodos incluem microarrays e RNA-sequencing (RNA-seq), sendo esta última a mais recente técnica disponibilizada para o estudo do transcritoma, por ser mais versátil, precisa e quantitativa.

Proteómica

A proteómica estuda as proteínas numa determinada amostra.
Pode determinar funções e interações proteicas.
As técnicas incluem eletroforese (1D e 2D), cromatografia e espectrometria de massa.

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