1. Quais são as duas formas principais nas quais um plasmídio obtido de uma miniprep aparece em uma eletroforese em gel de agarose? Como é possível sugerir que plasmídios diferentes possuem insertos diferentes a partir da análise da eletroforese?

Resposta do Grupo: Para se correr um gel contendo DNA plasmidial são necessários vários procedimentos para o isolamento e purificação de uma quantidade mínima do mesmo para se obter um resultado satisfatório. Nesse processo podem ocorrer quebras da cadeia de DNA, de modo que a molécula não mais se apresente na forma circular normalmente encontrada nas bactérias. Esse fato pode levar a obtenção de duas bandas distintas em um gel, mesmo que os plasmídeos sejam idênticos e com insertos iguais. Isso ocorre porque na conformação normal superespiralada, o plasmídeo corre depressa no gel, enquanto que na forma quebrada (porém não desnaturada), corre devagar.

Pode existir também a possibilidade de que as bandas sejam formadas por plasmídeos diferentes, com insertos de diferentes tamanhos. Porém isso só pode ser confirmado através do tratamento do material com uma enzima de restrição e solução desnaturante que linearize todas as moléculas da amostra. Dessa forma, os diferentes insertos representam pesos moleculares diferentes, podendo assim serem separados em uma corrida em gel de agarose

 

2. O que acontece com as duas formas do plasmídio relacionadas na questão 1 quando o mesmo é digerido com uma enzima de restrição que corte o plasmídio a 5’ (ou a 3’) do inserto? Qual é a melhor maneira de determinar o PM dos diferentes plasmídios?

Resposta do grupo: Quando plasmídeos são digeridos com uma enzima de restrição, eles adquirem forma linear. A melhor maneira de se determinar o peso molecular dos diferentes plasmídeos é colocá-los para correr em gel de agarose. Após a clivagem da molécula de DNA, os fragmentos podem ser separados por eletroforese horizontal submersa em gel de agarose. A eletroforese separa as moléculas submetidas a um campo elétrico, por sua carga, forma e tamanho. Forma-se assim uma seqüência de bandas ao longo do gel, representando os fragmentos de DNA de tamanhos distintos. Essas bandas podem então ser visualizadas corando o DNA com Brometo de Etídio, que provoca sua fluorescência quando observado à luz ultravioleta.

 

3. Quais seriam as duas maneiras de isolar os insertos dos plasmídios?

Resposta do grupo: Os insertos dos plasmídeos poderiam ser isolados a partir de digestão com 1 ou mais enzimas de restrição que cortem o DNA adjacente ao inserto, ou o mesmo poderia ser amplificado através de PCR com os primers que anelam no inserto ou com primers universais que anelam nas regiões adjacentes no vetor.  Através de digestão com enzima de restrição, o inserto é retirado do vetor e através da PCR o inserto é amplificado mas o vetor continua contendo o fragmento

 

4. Digamos que os insertos desses plasmídios representassem cDNA de Schistosoma mansoni adulto clonado nos plasmídios e que os insertos fossem seqüenciados parcialmente a partir das extremidades apenas 1 vez. Que nome se dá a esse produto de seqüenciamento?

Resposta do grupo: São chamadas de EST ( etiqueta de sequencias transcritas). Com essa seqüência podemos comparar se a sequencia encontrada tem similaridade com outra seqüência conhecia ou se a sequencia em questão é um pedaço de um gene que ja foi descritro.

 

5. Determine o número de ESTs dos organismos abaixo presentes na data atual no GenBank: Homo sapiens, Mus musculus, Oryza sativa, Zea mays, Bos taurus, Xenopus tropicalis, Arabidopsis thaliana, Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Schistosoma mansoni. Use gbdiv_est [PROP] para delimitar a pesquisa.

Resposta do Grupo:

Schistosoma mansoni: 158841

Caenorhabditis elegans: 346064

Drosophila melanogaster: 517542

Arabidopsis thaliana: 734275

Xenopus tropicalis: 1033269

Bos taurus: 1137353

Zea mays: 1160592

Oryza sativa: 1189821

Mus musculus: 4722075

Homo sapiens: 7895579

 

6. Compare o múmero de ESTs com o número de entradas protéicas existentes para os organismos acima e identifique projetos onde a caracterização de proteínas está atrasada com relação ao número de ESTs geradas. O que acontece se a pesquisa do número de entradas protéicas for limitada à base de dados RefSeq? Use a opção “Limits”: “only from” - “RefSeq” do menu, ou diretamente srcdb_refseq[PROP].

Resposta do Grupo:

Homo sapiens – EST: 7895579 / Protein: 314772/ RefSeq: 34025

Mus musculus – EST: 4722075 / Protein: 189283/ RefSeq: 44282

Oryza sativa – EST: 1189103/ Protein: 146255/ RefSeq: 27004

Zea mays – EST: 1160592/ Protein: 8964/ RefSeq: 318

Bos taurus – EST: 1137353/ Protein: 52612/ RefSeq: 30787

Xenopus tropicalis – EST: 1033269/ Protein: 12807/ RefSeq: 4700

Arabidopsis thaliana – EST: 734275/ Protein: 124988/ RefSeq: 30684

Drosophila melanogaster – EST: 517542/ Protein: 77499/ RefSeq: 20071

Caenorhabditis elegans – EST: 346064/ Protein: 56432/ RefSeq: 23141

Schistosoma mansoni – EST: 158841/ Protein: 1299/ RefSeq: 12

Pode-se notar que o número de proteínas é muito menor ao número de ESTs, já que ESTs, se referem a pequenos fragmentos seqüenciados aleatoriamente, geralmente para exercerem função de marcadores, e não aos mRnas completos.. Quando limitada ao RefSeq, ainda menos proteínas aparecem, pelo fato de o RefSeq retirar da pesquisa os resultados redundantes.

 

7. Quais as duas modalidades de BLAST que poderiam ser usadas para identificar ESTs de Homo sapiens homólogas a ESTs de Arabidopsis thaliana e qual delas seria mais eficiente? Considere que ESTs são seqüências de nucleotídeos e inclua em sua discussão a conservação evolutiva das regiões codificadoras versus a das seqüências de aminoácidos.

Resposta do Grupo: As modalidades de BLAST mais cabíveis seriam BLASTn e tBLASTx, umas vez que esses testes comparam duas seqüências de nucleotídeos, e as proteínas que podem ser traduzidas pelos dois EST’s, respectivamente. O melhor teste seria o tBlastx, já que a comparação das proteínas garante maior credibilidade ao resultado esperado, pois se trata de regiões já codificadas. Quando se compara as seqüências de nucleotídeos, as chances de se encontrar erros nas seqüências das EST’s são muito maiores, o que dificulta a análise dos resultados, e, portanto, é mais confiável utilizar uma seqüência sem íntrons

 

8. Utilizando o site Taxonomy (NCBI), verifique como está progredindo a caracterização 3D das proteínas dos organismos em questão. Alternativamente, verifique quantas entradas existem em “Structure” para esses organismos. Selecione uma entrada de cada organismo e gere uma apresentação PowerPoint (use RasMol e exporte GIF).

Façam suas próprias!