Tecnologias de Sequenciação e PCR Quantitativo

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Questions and Answers

Quantas variantes de transcritos (isoformas) existem para este gene?

14 isoformas no total (12 do gencode, 2 do NCBI).

As bases de dados GENCODE (Ensembl) e NCBI mostram as mesmas isoformas?

Não, existem 13 isoformas diferentes, apenas uma é igual.

Quantos exões existem para este gene?

Há 3 exões principais comuns a todas as isoformas.

Qual exon contém o local de início da transcrição?

<p>O 1º exon contém o local de início da transcrição.</p> Signup and view all the answers

Quais genes serão amplificados pelos priemers abaixo?

<p>O gene B2M.</p> Signup and view all the answers

Qual é o tamanho esperado do fragmento amplificado?

<p>86 pb.</p> Signup and view all the answers

Quais regiões do MYC serão amplificadas pelos primers?

<p>Não há amplificação do MYC neste caso.</p> Signup and view all the answers

Quais são os diferentes tipos de alterações no número de cópias do gene CDKN2A?

<p>Deep Deletion, Shallow Deletion, Diploid, Gain e Amplificação.</p> Signup and view all the answers

O que é a análise de sobrevivência em relação a doenças?

<p>É a medição do tempo até a morte do paciente ou eventos relacionados, como o reaparecimento do tumor.</p> Signup and view all the answers

Qual é a função principal dos genome browsers?

<p>Permitem explorar o genoma, como se fosse um Google Maps, disponibilizando informações sobre genes.</p> Signup and view all the answers

O que é In-Silico PCR e como é utilizado?

<p>É uma ferramenta que permite saber onde os primers hibridam no genoma.</p> Signup and view all the answers

Quais são os objetivos de identificar alterações moleculares nas doenças?

<p>Diagnóstico, prognóstico, terapêutica e monitoramento da doença.</p> Signup and view all the answers

O que representam as caixas, linhas e setas em um genome browser?

<p>Caixas representam exões, linhas representam intrões e setas indicam a direção do gene.</p> Signup and view all the answers

Como a análise de mutações pode afetar a sobrevivência do paciente?

<p>Determinadas mutações podem impactar negativamente ou positivamente na sobrevivência do paciente.</p> Signup and view all the answers

Qual a importância de se usar diferentes browsers para o estudo do genoma?

<p>Cada browser pode oferecer diferentes opções de visualização e informações sobre o genoma.</p> Signup and view all the answers

Quais são as principais vantagens do PCR em tempo real?

<p>As principais vantagens do PCR em tempo real são a quantificação precisa, alta sensibilidade e especificidade.</p> Signup and view all the answers

Por que o PCR em tempo real pode não ser eficiente quando se estuda muitos genes?

<p>O PCR em tempo real não é eficiente para muitos genes devido ao trabalho intensivo necessário para medir vários alvos ao mesmo tempo.</p> Signup and view all the answers

Como as tecnologias de sequenciação em larga escala (HTS) melhoram a análise gênica?

<p>As HTS permitem medir rapidamente a expressão de todos os genes de uma amostra sem conhecimento prévio sobre quais genes estudar.</p> Signup and view all the answers

Qual é a função dos adaptadores universais nas técnicas de sequenciação?

<p>Os adaptadores universais permitem que o RNA ou DNA fragmentados se prendam à lâmina durante a sequenciação, independentemente da sequência.</p> Signup and view all the answers

Como os microarrays contribuem para a quantificação de RNA?

<p>Os microarrays utilizam sondas específicas para hibridar com RNA de interesse, e a fluorescência é medida para determinar a quantidade de RNA presente.</p> Signup and view all the answers

Qual é a relação entre a fluorescência e a quantidade de RNA na amostra durante a análise com microarrays?

<p>Uma maior fluorescência indica uma maior quantidade de RNA hibridado com a sonda específica no microarray.</p> Signup and view all the answers

Em que se baseia o método de sequenciação semelhante à de Sanger mencionado no conteúdo?

<p>O método baseia-se na adição de nucleotídeos com fluorescência, um de cada vez, à amostra.</p> Signup and view all the answers

Quais são as desvantagens do PCR em tempo real para análise de múltiplos genes?

<p>As desvantagens incluem o trabalho intensivo necessário e a ineficiência ao medir muitos genes simultaneamente.</p> Signup and view all the answers

Qual é o primeiro passo na preparação de uma biblioteca para RNA-seq e por que é realizado?

<p>O primeiro passo é converter RNA em cDNA, pois isso proporciona maior estabilidade ao material genético.</p> Signup and view all the answers

Quais são algumas aplicações da técnica RNA-seq?

<p>Estudar o epigenoma, visualizar a localização da polimerase e analisar a expressão de um gene.</p> Signup and view all the answers

Como a abordagem 'single-cell sequencing' difere do 'bulk sequencing'?

<p>Na 'single-cell sequencing', isola-se o RNA de cada célula individualmente, enquanto no 'bulk sequencing' analisa-se uma média de várias células.</p> Signup and view all the answers

O que é o GTExPortal e qual sua importância?

<p>O GTExPortal é uma base de dados que contém informações sobre a expressão de genes em tecidos humanos saudáveis, segregadas por tipo de tecido.</p> Signup and view all the answers

Quais aspectos fenotípicos são considerados no GTExPortal?

<p>Sexo, idade e etnia são alguns dos traços fenotípicos considerados.</p> Signup and view all the answers

Por que é necessário preparar uma biblioteca diferente para miRNA-seq?

<p>Na miRNA-seq, a biblioteca é preparada especificamente com RNAs mais pequenos, que são os microRNAs.</p> Signup and view all the answers

Qual é a função dos picos na análise de RNA-seq?

<p>Os picos representam as zonas onde há maior concentração de reads, indicando alta expressão gênica.</p> Signup and view all the answers

Quais informações são úteis para comparação de amostras em sequenciamento?

<p>Os barcodes utilizados no 'single-cell sequencing' permitem a comparação entre amostras de diferentes células.</p> Signup and view all the answers

O que os gráficos apresentados indicam sobre o tipo de alteração genética e suas cores?

<p>As cores indicam diferentes tipos de alterações: verde para mutações, roxo para estrutural, vermelho para amplificação, azul para deleção e cinza para múltiplas alterações.</p> Signup and view all the answers

O que são hotspots no contexto das mutações genéticas?

<p>Hotspots são sítios com tendência a ter mais mutações e que podem ser significativas para o desenvolvimento do tumor.</p> Signup and view all the answers

Como a boxplot pode indicar a expressão gênica em relação ao diploide?

<p>Se a boxplot estiver abaixo da do diploide, indica menos expressão, enquanto acima sugere mais expressão.</p> Signup and view all the answers

Quais fatores podem influenciar a expressão gênica em alterações estruturais?

<p>A expressão gênica pode ser influenciada por alterações nos promotores e a presença de fatores regulatórios como RBP e TF.</p> Signup and view all the answers

Por que a amplificação de um gene pode ter baixa expressão?

<p>A amplificação pode incluir apenas os exões, sem os elementos regulatórios essenciais, resultando em baixa expressão.</p> Signup and view all the answers

Qual é o impacto das mutações na função de um gene?

<p>Nem todas as mutações resultam em mudanças na função do gene; algumas podem não alterar a formação da proteína funcional.</p> Signup and view all the answers

O que representa a altura das bolinhas nos gráficos de mutações?

<p>A altura das bolinhas representa quantos genes estão mutados, refletindo a frequência das mutações.</p> Signup and view all the answers

Quais tipos de alterações genéticas podem afetar a expressão genética de forma significativa?

<p>Alterações no número de cópias do gene, como deleções ou ampliações, podem ter um impacto significativo na expressão genética.</p> Signup and view all the answers

Quais são as implicações da duplicação gênica no músculo esquelético?

<p>As duplicações gênicas podem levar a especializações funcionais distintas entre os genes, resultando em funções mais particulares no músculo esquelético.</p> Signup and view all the answers

Como o cBioPortal contribui para o estudo de alterações genéticas em doentes oncológicos?

<p>O cBioPortal permite acessar dados sobre alterações genéticas em diferentes tipos de câncer, facilitando o estudo e a associação dessas alterações em pacientes.</p> Signup and view all the answers

Quais tipos de dados são sequenciados pelos consórcios em biobancos de câncer?

<p>Os consórcios sequenciam o genoma, transcritoma, microRNAs, metilação do DNA e proteínas.</p> Signup and view all the answers

O que é medicina de precisão e como se aplica ao câncer?

<p>Medicina de precisão refere-se ao uso de perfis moleculares para personalizar tratamentos, aplicando-se ao câncer por meio da caracterização dos tumores.</p> Signup and view all the answers

Quais são os passos envolvidos no sequenciamento de amostras tumorais?

<p>Os passos incluem a identificação de biomarcadores e a análise de genes-alvo para intervenções terapêuticas.</p> Signup and view all the answers

Qual a relevância de biomarcadores na classificação de biópsias?

<p>Os biomarcadores são fundamentais para classificar biópsias com base em características moleculares específicas, permitindo diagnósticos mais precisos.</p> Signup and view all the answers

Como os genes-alvo podem ser usados em terapias personalizadas?

<p>Genes-alvo podem servir como pontos de intervenção terapêutica, possibilitando tratamentos mais eficazes e personalizados.</p> Signup and view all the answers

O que significa heterogeneidade tumoral e qual a sua importância?

<p>Heterogeneidade tumoral refere-se à diversidade celular presente em um tumor, sendo importante para entender a resposta ao tratamento e a progressão da doença.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

PCR em tempo real (PCR quantitativo)

Uma técnica que combina a amplificação por PCR convencional com a detecção e quantificação do produto em cada ciclo, usando fluorescência.

Tecnologias de sequenciação em larga escala (HTS)

Técnicas de sequenciação que permitem analisar todos os genes de uma amostra, sem conhecimento prévio, de forma mais eficiente.

Microarrays

Conjunto de sondas que servem como primers específicos para diferentes genes. O RNA que se liga a cada sonda é marcado com fluorescência, permitindo a sua quantificação.

Geração de Clusters

Uma das etapas chave na sequenciação Illumina, onde o DNA ou RNA fragmentado é ligado a adaptadores universais, permitindo a sua ligação à lâmina de sequenciação.

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Sequenciação:

Uma etapa na sequenciação Illumina, onde nucleótidos fluorescentes são adicionados um de cada vez à cadeia de DNA, permitindo a leitura da sequência.

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Genes parálogos

Genes que surgiram pela duplicação de um gene ancestral e que podem ter funções semelhantes ou especializadas.

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cBioPortal

Um portal de dados que permite consultar e analisar alterações genéticas em pacientes com cancro.

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Multi-Omics

O estudo de alterações genéticas, expressão genética, metilação do DNA e proteínas em um conjunto de amostras.

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Identificação de biomarcadores

O processo de identificar marcadores biológicos que permitem classificar tumores com base em características moleculares específicas.

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Genes-alvo

Genes que são alvos para o desenvolvimento de terapias, potencialmente permitindo tratamentos personalizados e mais eficazes.

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Sequenciamento de amostras de tumor

Sequenciamento de amostras de tumor para identificar alterações moleculares específicas e guiar as decisões de tratamento.

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Medicina de precisão

Abordagem médica que utiliza informação genética e molecular para personalizar o cuidado de saúde para cada paciente.

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Progressão e heterogeneidade do tumor

A transformação de um tumor e a sua evolução, que envolve a proliferação e a diversificação de células tumorais.

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O que é RNA-seq?

Uma técnica utilizada para analisar o conjunto completo de moléculas de RNA numa amostra, como células ou tecidos. É particularmente útil para medir a expressão genética, estudar o epigenoma e verificar a localização da polimerase.

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Como é que a RNA-seq funciona?

O RNA é convertido em cDNA (DNA complementar) para aumentar a sua estabilidade. Este processo permite a sequenciação do RNA, que fornece informações sobre a expressão genética.

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O que representam os picos no RNA-seq?

Picos nos dados de RNA-seq indicam regiões do genoma que têm uma alta abundância de leituras. Estas zonas correspondem a genes que são altamente expressos.

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Que tipo de sequenciação é a RNA-seq?

A RNA-seq é um tipo de sequenciação 'bulk' que analisa o RNA de múltiplas células ao mesmo tempo. Isso contrasta com a sequenciação de 'single-cell', onde o RNA é analisado individualmente em cada célula.

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O que é miRNA-seq?

A miRNA-seq é uma técnica específica para analisar microRNAs (miRNAs), que são moléculas de RNA pequenas envolvidas na regulação da expressão genética. A preparação da biblioteca para o miRNA-seq é diferente da RNA-seq, pois concentra-se em moléculas de RNA menores.

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O que é o GTExPortal?

O GTExPortal é uma base de dados que fornece informações sobre a expressão genética em tecidos humanos saudáveis. Esta base de dados contém dados de vários estudos e inclui informações sobre vários genes e tecidos.

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O que podemos encontrar no GTExPortal?

O GTExPortal coleta dados sobre o transcriptoma de vários indivíduos saudáveis em diferentes tecidos. Permite comparar a expressão de genes em diferentes tecidos e determinar se a expressão de um gene é específica de um tecido.

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Que tipo de questões podemos responder usando o GTExPortal?

O GTExPortal ajuda a compreender como a expressão genética varia entre tecidos e a determinar se um gene tem uma expressão específica de tecido.

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Alterações Genéticas

São alterações no DNA que podem afetar a função de um gene. Existem vários tipos, incluindo mutações, deleções, amplificações e alterações estruturais.

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Hotspot

Uma região de um gene com uma alta frequência de mutações.

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Mutação Truncada

Um tipo de mutação genética que leva à produção de uma proteína truncada, ou seja, abreviada.

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Mutação Missense

Um tipo de mutação que altera um único aminoácido na proteína, podendo afetar sua função.

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Amplificação

Aumenta o número de cópias de um gene, podendo levar a uma maior expressão do gene.

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Deleção

Diminui o número de cópias de um gene, podendo levar a uma menor expressão do gene.

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Expressão Genética

Alterações no número de cópias de um gene podem afetar a expressão do gene, mas nem sempre. A presença de regiões regulatórias e fatores de transcrição também são importantes.

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Análise do Transcritoma

O estudo das alterações na expressão genética. É importante para compreender como as alterações genéticas podem afetar a saúde e o desenvolvimento de doenças, como o cancro.

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Análise De Sobrevivência

A análise de sobrevivência é usada para determinar a duração do tempo até a ocorrência de um evento específico, como a morte, um ataque cardíaco ou a recidiva do tumor.

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Aplicações das Alterações Moleculares

As alterações moleculares que ocorrem em doenças podem ser usadas para diagnosticar a doença, prever o curso da doença e determinar as melhores opções de tratamento. Além disso, podem ser usadas para monitorar a doença e detectar a presença de células cancerígenas residual.

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UCSC Genome Browser

O UCSC Genome Browser é uma ferramenta online que permite explorar o genoma humano. Consiste numa representação visual do genoma, mostrando exões e intrões, bem como outras informações.

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In-Silico PCR

O In-Silico PCR é uma ferramenta computacional que permite simular uma reação de PCR, determinando as regiões do genoma onde os primers hibridariam.

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Genome Browser

Os genome browsers são ferramentas que permitem a visualização e análise do genoma de um organismo, como um mapa interativo.

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Isoformas do Gene MYC

O gene MYC tem várias isoformas, ou seja, diferentes versões do gene que produzem proteínas com funções ligeiramente diferentes.

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Transcritoma

O mRNA (RNA mensageiro) é transcrito a partir do DNA e transporta a informação genética para a síntese de proteínas.

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Alterações do Gene CDKN2A

As mutações no gene CDKN2A podem afetar o crescimento e proliferação celular.

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Número de isoformas de um gene

O número total de variantes de transcrição (isoformas) de um gene.

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Exão contendo o sítio de início da transcrição

A região do gene que contém o ponto de início da transcrição.

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Exão contendo o sítio de início da tradução

A região do gene que contém o ponto de início da tradução.

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Primers na PCR

Os primers são usados para amplificar um fragmento específico de DNA durante a reação de PCR.

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qPCR (PCR quantitativo)

A técnica de PCR quantitativa (qPCR) mede a quantidade de RNA mensageiro (mRNA) presente numa amostra.

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Sequenciamento de RNA

Sequenciamento de alta produtividade (HTS) para determinar a sequência do RNA

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Expressão génica com HTS

A técnica de sequenciamento de alta produtividade (HTS) permite analisar a expressão de vários genes ao mesmo tempo.

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Expressão do gene MYC em sequenciamento de RNA

Níveis de expressão do gene MYC usando informações de sequenciamento de RNA.

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Study Notes

Tecnologias de Sequenciação em Larga Escala (HTS)

  • As técnicas de sequenciação mais recentes permitem medir todos os genes de uma amostra sem conhecimento prévio.
  • A sequenciação de Sanger adiciona um nucleótido de cada vez, com fluorescência própria.
  • A tecnologia Illumina permite a preparação de uma biblioteca a partir de uma amostra de RNA ou DNA, para amplificar a geração de clusters (com fluorescência) e sequenciar.
  • A sequenciação por síntese com terminadores reversíveis resulta num ficheiro FASTQ com milhões de sequências a serem comparadas em bases de dados.
  • O ficheiro FASTQ contém todas as sequências medidas, independentemente de serem iguais; a frequência de uma sequência representa a quantidade de mRNA expressa.

PCR em Tempo Real (PCR quantitativo)

  • Combina a amplificação por PCR convencional com a deteção e medição do produto em cada ciclo, utilizando fluorescência.
  • Principais Vantagens: quantificação precisa, sensibilidade elevada e especificidade.
  • Principais Desvantagens: muita complexidade para medir poucos genes de cada vez.

Microarrays

  • Baseia-se numa lâmina com várias sondas que funcionam como primers.
  • Permite quantificar os genes predefinidos em diferentes amostras, mas depende das sondas apropriadas.
  • Vantagem: método versátil para análise de diferentes amostras.
  • Desvantagem: conhecimento prévio dos genes para criação de sondas.

Aplicação de HTS

  • Whole-Genome Sequencing (WGS): sequenciação completa do genoma para estudo de mutações pontuais, indels e outras alterações.
  • miRNA-seq: sequenciação de moléculas de RNA menores que 200 nucleótidos (muito pequeno); usada para análise de expressão gênica.
  • RNA-seq: sequenciação de RNA para análise de expressão gênica, usando transcritoma>200nt.
  • CHIP-seq: para determinar as regiões do genoma onde se ligam os fatores de transcrição (FTS).

Análise de dados

  • Raw Data: dados brutos gerados por sequenciamento de alta capacidade.
  • Alinhamento de leituras: para alinhar as leituras com o genoma de referência usando um algoritmo como Burrows-Wheeler Transform (BWT).
  • Controlo de qualidade: identificando artefactos ou problemas do sequenciamento, como a qualidade das sequências, composição de nucleótidos, questões técnicas ou sequências super-representadas e sequências de adaptadores.
  • Alinhamento/Assembly: alinhar os dados de acordo com o objetivo.
  • Genome browsers, motores de consulta, são usados para visualizar e interpretar dados genómicos, alinhamentos de dados HTS.
  • ficheiros FASTQ, formatação; informação sobre o genoma, software de alinhamento; metadados, sequencia leitura, pontuações qualitativas; um alinhamento por linha

Expressão Gênica

  • BigWig: formato de cobertura de leituras.
  • Sam e Bam: contêm o alinhamento das leituras;
  • TPMs: transcritos por milhão de bases.

Técnicas de Normalização

  • Métodos de normalização de dados RNA-Seq como CPM e TPM (transcritos por milhão) para ajustar a profundidade de sequenciação e o tamanho do gene

Considerações Adicionais

  • Dados de RNA-Seq podem expressar fenótipos, mas devem ser analisados cuidadosamente devido a potencial erros técnicos.
  • Níveis de RNA nem sempre são 100% correlacionados com a atividade de proteínas, e também são afetados por processos como transporte de RNA para fora do núcleo, splicing alternativo, etc.

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