ELEMENTOS MÓVEIS DO DNA

ELEMENTOS MÓVEIS DO DNA

Introdução

• Tipo de DNA repetitivo denominado DNA moderadamente repetitivo ou DNA de repetição intermediária
• Correspondem a 45% do DNA humano
• Presentes em eucariotos e procariotos
• Podem ocorrer em linhagens somáticas ou germinativas. No último caso, são transmitidos para as gerações seguintes, com potencial repercussão sobre a evolução

Tipos de elementos móveis

• DNA (transposição direta), mais comuns em procariotos
• RNA (transposição indireta, retrotransposons): apresentam movimento análogo ao processo infeccioso dos retrovírus. De fato, os retrovírus podem ser considerados como tendo evoluído a partir de genes que codificam proteínas do envelope viral, permitindo que se movimentassem entre células. Mais comuns em eucariotos

Transposons de DNA

• Presentes em eucariotos e procariotos. Forma predominante de transposons em procariotos
• Movimento por mecanismo de “corte” e “colagem”

Procariotos: exemplo – elemento IS

• No caso de bactérias, quando a taxa de transposição é baixa e não inativa genes essenciais, a célula propaga o elemento, que também pode se inserir em plasmídeos ou vírus lisogênicos e ser transferido para outras células.
• Estrutura

[pic 1]

• Repetição direta
• Repetição invertida
• Região codificante de proteínas (transposase: enzima necessária à transposição)

Eucariotos: exemplo – elemento P

• Em algumas situações, pode haver multiplicação do número de cópias desses elementos (quando inserem-se em regiões do DNA de uma célula em replicação e essas regiões ainda não foram replicadas)

Transposons de RNA

• Mais comuns entre os eucariotos
• Tipos

• Com repetições terminais longas (LTR): mais comuns em leveduras e Drosophila
• Sem repetições terminais longas: mais comuns em mamíferos

Retrotransposons LTR

• Embora sejam menos comuns nos mamíferos, constituem 8% do DNA do humano
• Estrutura

• Repetições diretas
• Repetições terminais longas: regiões características do DNA retroviral integrado e críticas para o ciclo de vida dos retrovírus (regiões importantes para a transposição porque iniciam a transcrição da região que codifica as proteínas necessárias à transposição)
• Região codificante de proteínas: codifica todas as proteínas comuns dos retrovírus (transcriptase reversa e integrasse), exceto as proteínas do envelope viral (sem essas proteínas, os retrovírus não são capazes de deixar a célula hospedeira e infectar outras células, mas podem se movimentar para outros sítios do DNA)

[pic 2]

• Denominados retrotransposons virais

Retrotransposons não-LTR

• Também denominados retrotransposons não virais
• Duas classes no genoma dos mamíferos

• LINEs: long interspersed elements (6 kb)
• SINEs: short interspersed elements (300 pb)

• Grande número de LINEs e SINEs se acumulou ao longo da evolução dos eucariotos
• LINEs

• DNA humano contém 3 tipos de LINEs (L1, L2 e L3)
• L1 é o que se movimenta ainda hoje
• Representam 21% do genoma humano
• Estrutura

[pic 3]

• Região ORF1: codifica proteína ligadora ao RNA
• Região ORF2: codifica transcriptase reversa que também apresenta atividade de endonuclease

• Estão relacionados a algumas doenças genéticas humanas (mutações resultantes da inserção desses elementos)

• SINEs

• 13% do genoma total humano
• aparentemente utilizam as proteínas codificadas pelas ORFs dos LINEs para sua transposição

Importância dos elementos móveis de DNA para a evolução

• mutações: doenças e efeitos positivos
• recombinação homóloga entre elementos móveis dispersos ao longo do genoma podem ter originado duplicações gênicas e outros rearranjos de DNA durante a evolução
• recombinação entre elementos móveis em introns de genes diferentes pode ter gerado novos genes a partir de novas combinações entre éxons pré-existentes (processo evolucionário denominado éxon suffling)
• recombinação entre elementos móveis envolvendo a sequência reguladora e inserção de novas combinações de enhancers (formação de unidades reguladoras mais complexas)

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