Vigilância do genoma em animais e bactérias

insere próximo de um gene pode ser transcrito para produzir dsRNA que acionará o

silenciamento de todas as cópias do elemento no genoma.

 

Vigilância do genoma em animais e bactérias A via de silenciamento do RNAi é semelhante a um radar, no sentido de que o hospedeiro é capaz de detectar novas inserções de transpósons no genoma se elas gerarem RNA antissenso. Em seguida, o hospedeiro responde por meio da produção de siRNA que tem por alvo o mRNA da transposase, silenciando o gene e prevenindo o movimento de todos os membros da família de elementos de transposição (TE). Recentemente, foram descritos dois outros tipos de radar do genoma (também denominado vigilância do genoma) que utilizam diferentes classes de pequenos RNA não codificadores com alvo em ácidos nucleicos “invasores”, incluindo

transpósons e vírus (ver Capítulo 5). Embora ainda não completamente compreendidos, esses mecanismos são apresentados aqui em virtude de ilustrarem como diferentes soluções são desenvolvidas para solucionar problemas biológicos semelhantes.

FIGURA 15.26 A produção de dsRNA de apenas um único elemento Tc1 é suficiente para silenciar todos os genes da transposase de Tc1 e, assim, reprimir a transposição na linhagem germinativa. O siRNA derivado do dsRNA do Tc1 é ligado ao RISC que direciona todo o RNA complementar para degradação.

 

piRNA em animais. Nas linhagens germinativas de diversas espécies de animais, incluindo Drosophila e mamíferos, os transpósons ativos são reprimidos por meio da ação de piRNA (abreviação para RNA de interação piwi). Assim como os siRNA, os piRNA são RNA unifilamentares curtos (26 a 30 nt em mamíferos) que interagem com um complexo proteico (nesse caso, um que contém a proteína Piwi-Argonauta, da qual a sua denominação deriva). Uma vez associados, os piRNA orientam Piwi-

Argonauta a degradar os mRNA complementares (Figura 15.27). Contrariamente aos siRNA, os piRNA não têm origem na via do RNA

bifilamentar demonstrada na Figura 15.26 em relação a Tc1. Em vez disso, e de modo razoavelmente ingênuo, os genomas de animais contêm diversos loci longos (com frequência > 100 kb), denominados agrupamentos pi, que atuam como armadilhas para apanhar transpósons ativos. Um agrupamento pi é composto por remanescentes de muitos transpósons diferentes que representam um registro histórico das inserções anteriores de transpósons ativos naquele locus.

FIGURA 15.27 A inserção dos transpósons verde e cor-de-rosa em um agrupamento pi no genoma resulta na degradação de transcritos destes dois transpósons por meio das etapas demonstradas e descritas no texto. Contrariamente, o transpóson amarelo permanecerá ativo até que cópias sejam inseridas ao acaso em um agrupamento pi.

 

A primeira etapa na vigilância do genoma hospedeiro é a inserção de um

transpóson em um de diversos loci de agrupamentos pi dispersos pelo genoma. A transcrição de agrupamentos pi produz RNA longos que podem incluir o RNA antissenso do elemento recentemente inserido. Em seguida esses RNA longos são processados em piRNA finais que se associam com o Piwi-Argonauta e prosseguem para degradar mRNA derivados de transpósons transcritos a partir de qualquer local no genoma. Portanto, um TE ativo que se insere aleatoriamente no genoma é reconhecido pela vigilância do genoma apenas quando sua inserção ocorre em um agrupamento pi e ele se torna uma parte permanente do locus.

 

crRNA em bactérias. As moléculas de ácido nucleico normalmente invadem espécies bacterianas durante a infecção por bacteriófago (ver

Capítulo 5) quando genomas de DNA viral são injetados em bactérias (ver

Figura 5.22). Em uma via antiviral que ainda está sendo elucidada, fragmentos do genoma do vírus invasor são capturados por loci bacterianos denominados CRISPR (repetições palindrômicas curtas interespaçadas

regularmente agrupadas) (Figura 15.28), nos quais são transcritos em RNA longos que são processados em crRNA curtos. De modo muito semelhante aos siRNA e aos piRNA, os crRNA interagem com e orientam os complexos proteicos bacterianos a degradar os RNA complementares do genoma viral invasor.

Uma característica compartilhada dos agrupamentos pi e dos loci

CRISPR é que novas inserções de transpósons ou fragmentos de DNA viral, respectivamente, resultam em uma alteração genética permanente nesses loci que é herdada por suas progênies.

CONCEITO-CHAVE Assim como siRNA, piRNA em animais e crRNA em bactérias interagem com

complexos proteicos e os orientam a degradar sequências complementares em transpósons e

vírus, respectivamente. Esses pequenos RNA não codi cadores têm a sua origem em RNA

longos transcritos a partir de loci que capturam fragmentos de DNA invasor.

 

FIGURA 15.28 Aquisição de DNA pelo locus CRISPR em algumas espécies bacterianas. Parte do DNA do genoma de um fago invasor (demonstrado em amarelo) é incorporada ao locus CRISPR por meio de um mecanismo desconhecido.

 

O QUE OS GENETICISTAS FAZEM ATUALMENTE

De modo muito semelhante a aviões que escapam de radares ao voar

próximo do solo, alguns transpósons desenvolveram mecanismos que os possibilitam escapar da via de silenciamento do RNAi. Esses transpósons conseguem alcançar números de cópias muito altos. As evidências em relação a esses mecanismos podem ser observadas nos genomas de todas as plantas e de todos os animais caracterizados que contêm famílias de transpósons (tais como Alu em seres humanos) que apresentam milhares de membros.

Como alguns transpósons evitam a detecção pela via de silenciamento do

RNAi? A resposta curta é que, na maior parte dos casos, não sabemos. Para compreender como um transpóson evita ser detectado, é necessário estudar ativamente os elementos em transposição. Até o momento, os cientistas detectaram muito poucas famílias de transpósons com altos números de cópias que ainda estão ativamente em transposição. Um dos elementos mais bem-caracterizados desse pequeno grupo é um tipo especial de transpóson de DNA não autônomo denominado elemento transponível miniatura com repetições invertidas (MITE; miniature inverted repeat transposable element). Assim como outros elementos não autônomos, os MITE podem formar-se por deleção do gene da transposase a partir de um elemento autônomo. Entretanto, contrariamente à maior parte dos elementos não autônomos, os MITE podem alcançar números de cópias

muito altos, particularmente nos genomas de alguns gramíneas (ver Figura

15.23). Alguns MITE em gramíneas foram amplificados até milhares de cópias.

O único MITE ativamente em transposição isolado até o momento é o

elemento mPing do arroz, que é formado a partir do elemento Ping

autônomo por deleção de todo o gene da transposase (Figura 15.29). Esse elemento foi descoberto no laboratório de Susan Wessler por Ning Jiang. Outro membro do laboratório de Wessler, Ken Naito, documentou que, em algumas linhagens de arroz, existem apenas 3 a 7 cópias de Ping e mais de 1.000 cópias de mPing. Notavelmente, o número de cópias de mPing nessas linhagens está aumentando em quase 40 novas inserções a cada planta por geração.

FIGURA 15.29 MITE são transpósons de DNA não autônomos que podem alcançar números de cópias muito altos, tendo em vista que não codificam a transposase necessária para a sua transcrição. O MITE mPing ativo é o único derivado por deleção do elemento Ping autônomo que alcançou um alto número de cópias em determinadas linhagens de arroz.

Duas questões a respeito do rápido aumento no número de cópias de

mPing surgem imediatamente no pensamento. Primeiramente, como uma linhagem de arroz sobrevive a uma explosão de elementos de transposição dessa magnitude? Para abordar essa questão, o laboratório de Wessler

utilizou a tecnologia de sequenciamento de nova geração (ver Capítulo 14) para determinar os sítios de inserção de mais de 1.700 elementos mPing no genoma do arroz. Surpreendentemente, eles observaram que o elemento evitava inserir-se em éxons, minimizando, assim, o impacto da inserção sobre a expressão gênica do arroz. O mecanismo de base dessa preferência está sendo investigado atualmente.

A segunda questão é: por que o arroz hospedeiro aparentemente falha em

reprimir a transposição do mPing? Embora essa questão também seja uma área ativa de pesquisas atuais, uma hipótese razoável é que o mPing consiga voar abaixo do radar do RNAi dos hospedeiros, tendo em vista que ele não contém qualquer parte do gene da transposase que está localizado no

elemento mPing (Figura 15.29). Portanto, a transcrição de leitura nos elementos mPing inseridos por todo o genoma do arroz produzirá muitos lotes de dsRNA e siRNA. Entretanto, tendo em vista que os siRNA derivados de mPing não compartilham sequência com a fonte de transposase, os siRNA produzidos a partir de mPing não induzem os mecanismos de silenciamento direcionados à transposase. Em vez disso, o gene da transposase permanecerá ativo e continuará a catalisar a movimentação de mPing. De acordo com essa hipótese, a transposição de mPing será reprimida apenas quando uma inserção de Ping muito mais rara gerar dsRNA que acione o silenciamento de seu gene da transposase.

 

CONCEITO-CHAVE MITE são transpósons de DNA não autônomos que conseguem alcançar altos

números de cópias. Embora os MITE possam utilizar a transposase de elementos autônomos,

eles provavelmente escapam à repressão do hospedeiro em virtude de sua ampli cação não

levar ao silenciamento do gene da transposase.

RESUMO

 

Os elementos de transposição foram descobertos em milho por Barbara McClintock como responsáveis por diversas mutações instáveis. Um exemplo de um elemento não autônomo é Ds, cuja transposição requer a presença do elemento autônomo Ac no genoma.

As sequências de inserção de elementos bacterianos foram os primeiros

elementos de transposição molecularmente isolados. Existem muitos tipos diferentes de elementos IS em linhagens de E. coli e eles normalmente estão presentes em diversas cópias. Os transpósons compostos contêm elementos IS flanqueando um ou mais genes, tais como os genes que conferem a resistência a antibióticos. Os transpósons com genes de resistência conseguem se inserir em plasmídios e em seguida são transferidos por meio de conjugação para bactérias não resistentes.

Existem dois grupos principais de elementos de transposição em

eucariotos: elementos da classe 1 (retrotranspósons) e elementos da classe 2 (transpósons de DNA). O elemento P foi o primeiro transpóson de DNA eucariótico da classe 2 a ser molecularmente isolado. Ele foi isolado a partir de mutações instáveis em Drosophila, que foram induzidas por disgenesia híbrida. Os elementos P foram desenvolvidos em vetores para a introdução de DNA exógeno nas células germinativas de Drosophila.

Ac, Ds e P são exemplos de transpósons de DNA, assim denominados em

virtude de o intermediário da transposição ser o próprio elemento de DNA. Elementos autônomos tais como Ac codificam uma transposase que se liga às extremidades de elementos autônomos e não autônomos, e catalisa a excisão do elemento do sítio doador e a reinserção em um novo sítio-alvo em algum outro local no genoma.

Os retrotranspósons foram molecularmente isolados pela primeira vez a

partir de mutantes de leveduras e a sua semelhança com os retrovírus ficou logo evidente. Os retrotranspósons são elementos da classe 1, assim como o são todos os elementos de transposição que utilizam RNA como seu intermediário de transposição.

Os elementos de transposição ativos isolados a partir de organismos-

modelo tais como levedura, Drosophila, E. coli e milho constituem uma fração muito pequena de todos os elementos de transposição no genoma. O sequenciamento do DNA de genomas inteiros, incluindo o genoma humano, levou ao achado surpreendente de que quase metade do genoma humano é derivado de elementos de transposição. Apesar da apresentação de tantos elementos de transposição, os genomas eucarióticos são extremamente estáveis, assim como a transposição é relativamente rara em virtude de dois fatores. Primeiramente, a maior parte dos elementos de transposição em genomas eucarióticos não consegue mover-se, tendo em vista que mutações inativadoras evitam a produção da transposase e da transcriptase reversa normais. Em segundo lugar, a expressão da maioria dos elementos remanescentes é silenciada pela via do RNAi em plantas e C. elegans e da via do piRNA em animais. O silenciamento de elementos de transposição depende da capacidade do hospedeiro de detectar novas inserções no genoma e de gerar pequenos RNA não codificadores que orientam os complexos proteicos a degradarem RNA complementares codificados por transpósons. Alguns elementos com altos números de cópias, tais como os MITE, podem escapar do silenciamento em virtude de não acionarem o silenciamento da transposase que catalisa a sua transposição.

 

TERMOS-CHAVE

 

abrigo seguro

agrupamento pi

Alu

Ativador (Ac)

citotipo M

citotipo P

cointegrado

“cópia e colagem”

“corte e colagem”

crRNA

direcionamento

disgenesia híbrida

Dissociação (Ds)

duplicação de sítio-alvo

elemento autônomo

elemento curto intercalado (SINE)

elemento de sequência de inserção (IS)

elemento de transposição da classe 1 (retrotransposon)

elemento de transposição da classe 2 (transpóson de DNA)

elemento longo intercalado (LINE)

elemento não autônomo

elemento P

elemento tipo copia

elemento transponível miniatura com repetições invertidas (MITE)

elemento Ty

excisado

factor R

fenótipo instável

loci CRISPR

longa repetição terminal (LTR)

LTR solo

marcação de transpóson

paradoxo do valor C

piRNA

provírus

repetição invertida

retrotranspóson

retrotranspóson LTR

retrovírus

seleção negativa

sintenia

terapia gênica

transcriptase reversa

transposase

transposição

transposição conservativa

transposição replicativa

transpóson (Tn)

transpóson composto

transpóson de DNA

transpóson simples

transposto

valor C

vigilância do genoma

 

PROBLEMAS RESOLVIDOS

 

Problema resolvido 1. Os elementos de transposição foram denominados “genes saltadores” em virtude de aparentemente pularem de uma posição para outra, deixando o locus antigo e aparecendo em um novo locus. À luz do que agora sabemos a respeito do mecanismo de transposição, quão apropriado é o termo “genes saltadores” em relação aos elementos de transposição bacterianos?

 

Solução

Em bactérias, a transposição ocorre por meio de dois modos diferentes. O modo conservativo resulta em genes saltadores verdadeiros, tendo em vista que, nesse caso, o elemento de transposição é excisado de sua posição original e é inserido em uma nova posição. O outro modo é o modo replicativo. Nessa via, um elemento de transposição move-se até uma nova localização por meio da replicação no DNA-alvo, deixando para trás uma cópia do elemento de transposição no sítio original. Ao operar por meio do modo replicativo, os elementos de transposição não são realmente genes saltadores, uma vez que uma cópia permanece no sítio original.

 

Problema resolvido 2. Após a questão anterior, à luz do que agora sabemos a respeito do mecanismo de transposição, quão apropriado é o termo “genes saltadores” em relação à maioria dos elementos de transposição no genoma humano e nos genomas da maior parte dos outros mamíferos?

 

Solução

A maioria dos elementos de transposição nos genomas caracterizados de mamíferos é de retrotranspósons. Em seres humanos, dois retrotranspósons (o LINE denominado L1 e o SINE denominado Alu) são responsáveis por até um terço do nosso genoma inteiro. Assim como os elementos bacterianos, os retrotranspósons não são excisados do sítio original, de modo que eles não são realmente genes saltadores. Em vez disso, o elemento atua como um molde para a transcrição de RNA, que podem ser transcritos de modo reverso pela enzima transcriptase reversa em um cDNA bifilamentar. Cada cDNA possivelmente pode inserir-se em sítios-alvo por todo o genoma. Observe que embora ambos os elementos bacterianos e os retrotranspósons não deixem o sítio original, seus respectivos mecanismos de transposição são dramaticamente diferentes. Finalmente, embora os retrotranspósons LTR não sejam excisados, eles podem se tornar inserções muito mais curtas em virtude da produção de LTR solo por meio de recombinação.

 

PROBLEMAS

QUESTÕES SOBRE AS FIGURAS

1. Na fotografia de abertura do capítulo dos grãos em uma espiga de

milho, qual é a base genética do que segue (Dica: consulte a Figura

15.4 para algumas indicações): a. Do grão totalmente pigmentado? b. Dos grãos não pigmentados? Observe que eles podem ser originados por dois modos diferentes.

2. Na Figura 15.3 A, qual seria o fenótipo do grão se a linhagem fosse

homozigota em relação a todos os marcadores dominantes no cromossomo 9?

3. Em relação à Figura 15.7, desenhe uma série de etapas que possam

explicar a origem desse grande plasmídio, que contém muitos elementos de transposição.

4. Desenhe uma figura em relação ao modo de transposição não

demonstrado na Figura 15.8, a retrotransposição.

5. Na Figura 15.10, demonstre onde a transposase precisaria realizar o

corte para gerar uma duplicação no sítio-alvo de 6 pb. Demonstre também a localização do corte para gerar uma duplicação no sítio-alvo de 4 pb.

6. Se o elemento de transposição na Figura 15.14 fosse um transpóson

de DNA que apresentasse um íntron no seu gene da transposase, o íntron seria removido durante a transposição? Justifique sua resposta.

7. Em relação à Figura 15.22, desenhe o pré-mRNA que é transcrito a

partir desse gene e em seguida desenhe o seu mRNA.

 

PROBLEMAS BÁSICOS

8. Descreva a geração de plasmídios resistentes a múltiplos fármacos.

9. Descreva brevemente o experimento que demonstra que a

transposição do elemento Ty1 em leveduras ocorre por meio de um RNA intermediário.

10. Explique como as propriedades dos elementos P em Drosophila

tornam os experimentos de transferência gênica possíveis nesse organismo.

11. Embora os transpósons de DNA sejam abundantes nos genomas de

eucariotos multicelulares, elementos da classe 1 normalmente compõem a maior fração de genomas muito grandes, tais como aqueles de seres humanos (aproximadamente 2.500 Mb), do milho (aproximadamente 2.500 Mb) e da cevada (aproximadamente 5.000 Mb). Tendo em vista o que você sabe a respeito dos elementos das classes 1 e 2, o que dizer sobre os seus mecanismos de transposição distintos que seriam responsáveis por essa diferença consistente na abundância?

12. Conforme você observou na Figura 15.22, os genes de eucariotos

multicelulares com frequência contêm muitos elementos de transposição. Por que a maior parte desses elementos não afeta a expressão do gene?

13. O que são abrigos seguros? Existem locais nos genomas bacterianos

muito mais compactos que podem ser um abrigo seguro para os elementos de inserção?

14. Os Prêmios Nobel normalmente são concedidos muitos anos após a

descoberta real. Por exemplo, James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkens receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1962, quase uma década após a sua descoberta da estrutura em dupla-hélice do DNA. Entretanto, Barbara McClintock recebeu o prêmio em 1983, quase quatro décadas após a sua descoberta dos elementos de transposição em milho. Por que você acredita que tenha demorado

tanto para que a significância da sua descoberta fosse reconhecida dessa maneira?

15. A proteína transposase consegue:

a. Ligar-se ao DNA.

b. Catalisar a excisão de um elemento de transposição de um sítio doador.

c. Catalisar a inserção de um elemento de transposição em um sítio-alvo.

d. Todas as alternativas anteriores.

16. Quais dos seguintes são abrigos seguros para as inserções de

elementos de transposição?

a. Íntrons.

b. Éxons.

c. Outros elementos de transposição. d. As alternativas a e c estão corretas.

17. Por que os retrotranspósons não conseguem se mover de uma célula

para outra, assim como os retrovírus?

a. Porque eles não codificam a proteína Env. b. Porque eles são elementos não autônomos. c. Porque eles necessitam da transcriptase reversa. d. As alternativas a e b são verdadeiras.

18. Contrariamente aos retrotranspósons, os transpósons de DNA:

a. Apresentam repetições terminais invertidas. b. Geram uma duplicação do sítio-alvo após a inserção. c. São transpostos por meio de um RNA intermediário. d. Não são observados em procariotos.

19. A principal diferença entre os retrotranspósons e os retrovírus é:

a. Os retrotranspósons codificam transcriptase reversa. b. Os retrovírus se movem de um sítio no genoma até outro.

c. Os retrovírus codificam o gene env, que possibilita que eles se movimentem de uma célula para outra.

d. Nenhuma das alternativas anteriores está correta.

20. Qual das seguintes é verdadeira em relação à transcriptase reversa?

a. Ela é necessária para a movimentação dos transpósons de DNA. b. Ela catalisa a síntese do DNA a partir do RNA. c. Ela é necessária para a transposição de retrotranspósons. d. As alternativas b e c estão corretas.

21. Qual elemento de transposição é utilizado para introduzir DNA

exógeno na mosca-das-frutas Drosophila melanogaster? a. Elemento Ac.

b. Elemento P.

c. Elemento Alu.

d. Transpósons compostos.

22. Qual é o principal motivo pelo qual o genoma de milho é muito maior

que o genoma de arroz?

a. O milho apresenta mais genes do que o arroz. b. O arroz apresenta mais genes do que o milho. c. O milho apresenta mais transpósons de DNA do que o arroz. d. O milho apresenta mais retrotranspósons do que o arroz.

23. Por que os elementos de transposição são observados com muito mais

frequência em íntrons do que em éxons?

a. Porque os elementos de transposição preferem se inserir em íntrons.

b. Porque os elementos de transposição preferem se inserir em éxons. c. Porque os elementos de transposição se inserem tanto em éxons como em íntrons, mas a seleção remove as inserções em éxons. d. Nenhuma das alternativas anteriores é verdadeira.

24. Aproximadamente que porcentagem do genoma humano é derivada

de elementos de transposição?

a. 10%.

b. 25%.

c. 50%.

d. 75%.

25. Por que as plantas e os animais prosperam com tantos elementos de

transposição em seus genomas?

a. A maior parte dos elementos de transposição é inativa em virtude de mutação.

b. Os elementos de transposição ativos são silenciados pelo hospedeiro.

c. A maior parte dos elementos de transposição está inserida em abrigos seguros.

d. Todas as alternativas anteriores são verdadeiras.

 

PROBLEMAS DESAFIADORES

26. A inserção de elementos de transposição em genes pode alterar o

padrão de expressão normal. Nas situações a seguir, descreva as possíveis consequências sobre a expressão gênica. a. Um LINE inserido em um acentuador de um gene humano. b. Um elemento de transposição contém um sítio de ligação para um repressor de transcrição e insere-se na posição adjacente a um promotor.

c. Um elemento Alu inserido no sítio de corte 3′ (AG) de um íntron em um gene humano.

d. Um elemento Ds que foi inserido no éxon de um gene de milho é excisado de modo imperfeito e deixa três pares de bases para trás no éxon.

e. Outra excisão por aquele mesmo elemento Ds deixa dois pares de bases para trás no éxon.

f. Um elemento Ds que foi inserido na parte intermediária de um íntron é excisado de modo imperfeito e deixa para trás cinco pares de bases no íntron.

27. Antes da integração de um transpóson, sua transposase realiza um

corte desencontrado no DNA-alvo do hospedeiro. Se o corte desencontrado está nos sítios das setas a seguir, desenhe qual será a sequência do DNA hospedeiro após o transpóson ter sido inserido. Represente o transpóson como um retângulo.

 

↓

AATTTGGCCTAGTACTAATTGGTTGG

TTAAACCGGATCATGATTAACCAACC

↑

 

28. Em Drosophila, M. Green encontrou um alelo singed (sn) com

algumas características incomuns. As fêmeas homozigotas em relação a esse alelo ligado ao X apresentam cerdas singed, mas apresentam diversas áreas de cerdas sn+ (tipo selvagem) na cabeça, no tórax e no abdome. Quando essas moscas são cruzadas com machos sn, algumas fêmeas produzem apenas progênie singed, mas outras produzem tanto progênies singed quanto do tipo selvagem em proporções variáveis. Explique esses resultados.

29. Considere duas plantas do milho:

a. Genótipo C/cm; Ac/Ac+, no qual cm é um alelo instável causado por uma inserção de Ds.

b. Genótipo C/cm, no qual cm é um alelo instável causado por uma inserção de Ac.

Quais fenótipos seriam produzidos e em quais proporções quando (1) cada planta fosse cruzada com um mutante com substituição de par

de bases c/c e (2) a planta na parte a fosse cruzada com a planta na parte b? Presuma que Ac e c não estejam ligados, que a frequência de quebra cromossômica seja insignificante e que aquele mutante c/C seja Ac+.

30. Você encontra sua amiga, uma cientista, na academia e ela começa a

lhe contar sobre um gene de camundongo que ela está estudando no laboratório. O produto desse gene é uma enzima necessária para produzir a pelagem marrom. O gene é denominado FB e a enzima é denominada enzima FB. Quando FB é mutante e não consegue produzir a enzima FB, a pelagem é branca. A cientista diz a você que ela isolou o gene de dois camundongos com pelagem marrom e que, surpreendentemente, observou que os dois genes diferem pela presença de um SINE de 250 pb (assim como o elemento Alu humano) no gene FB de um camundongo, mas não no gene do outro. Ela não compreende como essa diferença é possível, especialmente tendo em vista que ela determinou que ambos os camundongos produzem a enzima FB. Você pode lhe ajudar a formular uma hipótese que explique por que o camundongo ainda produz a enzima FB com um elemento de transposição em seu gene FB?

31. O genoma de levedura apresenta elementos de transposição da classe

1 (Ty1, Ty2 e assim por diante), porém nenhum elemento da classe 2. Qual é um possível motivo pelo qual os elementos de DNA não obtiveram sucesso no genoma de levedura?

32. Além de Tc1, o genoma de C. elegans contém outras famílias de

transpósons de DNA, tais como Tc2, Tc3, Tc4 e Tc5. Assim como Tc1, sua transposição é reprimida na linhagem germinativa, mas não em células somáticas. Preveja o comportamento desses elementos nas linhagens mutantes nas quais Tc1 deixou de ser reprimido em virtude de mutações na via do RNAi. Justifique a sua resposta.

33. Com base no mecanismo de silenciamento gênico, quais

características dos elementos de transposição a via do RNAi explora para assegurar que os genes do próprio hospedeiro também não sejam silenciados?

34. Quais são as semelhanças e as diferenças entre os retrovírus e os

retrotranspósons? Foi formulada a hipótese de que os retrovírus se desenvolveram a partir de retrotranspósons. Você concorda com esse modelo? Justifique a sua resposta.

35. Você isolou um elemento de transposição do genoma humano e

determinou a sequência de seu DNA. Como você utilizaria essa sequência para determinar o número de cópias do elemento no genoma humano se você acabou de receber um computador com uma

conexão à Internet? (Dica: ver Capítulo 14.)

36. No ensejo da questão anterior, como você determinaria se outros

primatas apresentavam um elemento semelhante nos seus genomas?

37. De todos os genes no genoma humano, aqueles com as inserções de

Alu mais caracterizadas são aqueles que causam a hemofilia, incluindo diversas inserções nos genes do fator VIII e do fator IX. Com base nesse fato, seu colega formula a hipótese de que o elemento Alu prefere se inserir nesses genes. Você concorda? Qual outro motivo você fornece que também explica esses dados?

38. Se todos os membros de uma família de elementos de transposição

podem ser silenciados pelo dsRNA sintetizado a partir de um único membro da família, como é possível que uma família de elementos (como Tc1) apresente 32 cópias no genoma do C. elegans, enquanto outra família (Tc2) apresenta menos de cinco cópias?

39. Como os loci CRISPR e de agrupamento pi são alterados ao longo do

tempo?

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