Post on 07-Jun-2015
INTRODUÇÃO À GENÉTICA
Profª Aline Pic-TaylorAula 1
O que é Genética?
A genética é o ramo da biologia que estuda a forma como se transmitem as características biológicas de geração para geração.
do grego, génesis: origem. Estudo dos genes, isto é, das estruturas que contêm e transmitem a hereditariedade.
Estudo do DNA e propriedades O DNA é o suporte químico da hereditariedade e
controlador dos processos vitais em todos os organismos, excepto para fagos e alguns vírus de RNA.
Cromossomos = “novelos de DNA”
Características conjunto de qualidades que são marcas
essenciais de um grupo, família ou espécie em particular.
Fenótipo a forma apresentada, as características
observadas em um organismo como resultado da interação da informação genética daquele organismo e do meio no qual ele se apresenta.
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
genótipo Corresponde a informação herdada,
codificada internamente e carregada por todos organismos vivos. Esta informação é usada como uma instrução para montar e manter um organismo vivo. Portanto é passada de uma geração para a próxima.
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
Gene
Unidade de informação hereditária. É uma zona específica do DNA dos indivíduos que contém codificada a informação para a síntese de uma determinada proteína, que contribuirá para determinada característica daquele organismo.
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
Haplóide (n=1) contém 1 cópia do material genético por
célula. (ex: gametas- 23 cromossomos)
Diplóide (n=2) contém 2 cópias do material genético por
célula. (ex: célula hepática- 46 cromossomos)
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
Alelo cada uma das formas alternativas de um
gene. A representação normal é feita por meio de uma letra.
Loci (pl) Localização específica dos alelos num
cromossomo. Um par de alelos tem loci iguais.
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
Alelo recessivo o indivíduo só apresenta as características
expressas em seu fenótipo, quando existem dois alelos para essa característica nos loci do mesmo gene.
Alelo dominante o indivíduo apresenta as caraterísticas
expressas em seu fenótipo mesmo quando um só um alelo está presente.
Introdução à GenéticaConceitos Importantes
Homozigoto a presença de dois alelos semelhantes
no loci correspondente do mesmo gene. (bb, BB)
Heterozigoto a presença de dois alelos diferentes nos
loci do mesmo gene. (Aa)
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
Aa
BB bb
Cruzamentos Cruzamento monohíbrido: cruzamento entre
indivíduos heterozigotos idênticos em um mesmo locus (Aa X Aa)
Cruzamento dihíbrido:cruzamento entre indivíduos heterozigotos idênticos em dois loci (AaBb X AaBb)
Introdução à Genética:Conceitos Importantes
E no princípio eram as ervilhas....
Gregor Mendel: o pai da genética
Gregor Mendel - 1822-1884 O pai da Genética
princípio da hereditariedade : cruzamento de ervilhas
”Em 1859 eu obtive uma ervilha descendente fértil com sementes grandes e saborosas de uma primeira geração híbrida. Desde o ano seguinte sua progênese reteve as características desejadas e eram uniformes. Esta variedade foi cultivada em nossa horta e muitas plantas cresceram até 1865" (Gregor Mendel para Carl Nägeli, abril 1867) http://www.mendelweb.org/Mendel.html
O experimento de Mendel
7 pares de características - 2 anos de cruzamento
Linhagem pura = auto-fertilização
Flores brancas (FB) ou Flores púrpuras (FP)
FB puras
FP (100%)
FB FP
FP puras
224 : 705
1 : 3
F1
F2
Auto-fertilização
x
Primeira Lei de Mendel
Segregação igual:
Os dois membros de um par de genes se segregam um do outro para os gametas, de modo que metade dos gametas tem um membro do par e a outra metade tem o outro par.
O experimento de Mendel
7 pares de características - 2 anos de cruzamento Linhagem pura
Sementes amarelas, verdes, lisas e rugosas
(Mendel considerou apenas 1 característica)
Sementes amarelas (YY) X Sementes verdes (yy)
F2 = 3 amarelos (YY) (Yy) : 1 verde (yy)
Sementes lisas (RR) X Sementes rugosas (rr)
F2 = 3 lisas (RR) (Rr) : 1 rugosa (rr)
CRUZAMENTOS MONOHÍBRIDOS
F1 = Sementes amarela lisa (YyRr)
AmarelaLisa Verde Lisa Amarela Rug. Verde Rug.
315 108 101 32
9 3 3 1
Sementes amarela rugosa X Sementes verde lisa
YYrr yyRR
F2 =
Segunda Lei de Mendel
Segregação independente:
Durante a formação de gametas, a segregação dos alelos de um gene é independente da segregação dos alelos de um outro gene.
O PAPEL DA GENÉTICA NA MEDICINA
HISTÓRICO
I- Histórico: Genética Moderna - Os fatos
1865: genes são partículas ou fatores
1903: cromossomos são unidades hereditárias
1910: genes estão nos cromossomos
1913: Genes são organizados de maneira linear nos cromossomos
1927: Mutações são mudanças físicas nos genes
1931: Recombinação é causado por crossing over
1944: DNA é o material genético
1945: um gene codifica uma proteína
1953: O DNA é uma dupla hélice
1958: Replicação do DNA é semiconservativa
1961: O código genético é formado de tripletes
1977: O DNA pode ser seqüenciado
1997: Genomas podem ser seqüenciados
A descoberta do DNA – Friedrich Miescher (1844 -1995)
Nacionalidade: Suíça
1868-1869: descreveu a nucleína, extraída de pus de curativos cirúrgicos da clínica de Tübingen.
Estoque de fósforo da célula.
A composição do DNA
Richard Altman – isolamento do ácido nucléico
Albrecht Kossel – purinas e pirimidinas
Phoebus Levene – Ribose e desoxirribose
A cristalografia de raios X
Lawrence Bragg (1890-1971)
Willian Bragg (1862-1942)
Max von Laue (1879-1960)
Genes e cromossomos
Thomas Hunt Morgan (1866-1945)
1907-1915: Na “sala das moscas” descobriu que os genes estão nos cromossomos
Genes e cromossomos
O princípio transformante – Frederick Griffith (1881-1941)
Nacionalidade: Inglaterra
1927: famoso experimento de Griffith
O experimento de Griffith
O princípio transformante é o DNA
Oswald Theodore Avery (1877-1955)
1930-1943: Junto com MacLeod e McCarty demonstraram que o DNA é o princípio transformante
Avery e McCarty – Primeira precipitação de DNA de bacteria, publicado em 1944.
O princípio transformante é o DNA
O DNA como material hereditário
Alfred Day Hershey (1908-1997)
Martha Chase (1928-2003)
1952: com o experimento do liquidificador confirmaram ser o DNA o material hereditário
O experimento do liquidificador
Purinas e pirimidinas
Erwin Chargaff (1905-2002)
1949: A proporção de purinas e pirimidinas é 1.
A dupla hélice desvendada
James Dewey Watson (1928-)
Francis Harry Compton Crick (1916-2004)
Maurice Hugh Frederick Wilkins (1916-2004)
Rosalind Elsie Franklin (1920-1958)
O pioneiro Wilkins
Físico que após ler What is Life? Decidiu desvendar o DNA.
Diretor da Unidade de Biofísica do King’s College
Chefe de Franklin, amigo de Crick
Rosalind Franklin – Fotos do DNA
Contratada como pos-doc por John Randall
Falecida antes do prêmio Nobel de 1962
Produziu os principais dados experimentais de cristalografia
Rosalind Franklin – Fotos do DNA
O velho doutorando Crick
Doutorando no laboratório Cavendish, chefiado por Lawrence Bragg
Físico
O jovem americano Watson
Biólogo americanoPós-doutorando no
Laboratório Cavendish
Franklin→Wilkins→Crick
Franklin e Wilkins não se entendiam bem
Franklin deliberadamente escondeu dados, e acabou demitida.
Wilkins mostrou resultados de Franklin a Crick, que publicou a estrutura do DNA
Watson & Crick
Watson via em Crick o professor ideal
Crick via em Watson alguém com quem discutir idéias
1953 – A Dupla Hélice
Modelos de metal e papelão
Dados de cristalografia
O Nobel de 1962
Wilkins, Perutz, Crick, Steinbeck, Watson, Kendrew
O Dogma Central da Biologia Molecular
Francis Crick - 1958
Completando o DogmaFrancis CrickSidney Brenner
(1927-) : RNAMarshall W.
Nirenberg (1927-) : O código genético
Severo Ochoa (1905-1993) e Arthur Kornberg (1918-): Síntese de DNA e RNA
Sequenciamento de DNA
Walter Gilbert (1932-) : Sequenciamento químico
Frederick Sanger (1918-) : Sequenciamento com ddNTPs
Engenharia Genética
Paul Berg (1926-)1972: Primeira
molécula de DNA recombinante
PCR
Kary B. Mullis (1944-)
1981: a reação em cadeia da polimerase durante a viagem de carro.
"I do my best thinking while driving," the scientist with the tanned face and bleached hair once explained. For this brilliant idea born at the speed of 50 m.p.h., he received a $10,000 bonus from Cetus, with whom he eventually parted ways. (Cetus later sold the technolgy to LaRoche for $300,000,000.)
About PCR.....
"Beginning with a single molecule of the genetic material DNA, the PCR can generate 100 billion similar molecules in an afternoon. The reaction is easy to execute. It requires no more than a test tube, a few simple reagents and a source of heat. The DNA sample that one wishes to copy can be pure, or it can be a minute part of an extremely complex mixture of biological materials. The DNA may come from a hospital tissue specimen, from a single human hair, from a drop of dried blood at the scene of a crime, from the tissues of a mummified brain or from a 40,000-year-old wooly mammoth frozen in a glacier."
O Projeto Genoma Humano
J. Craig Venter & Celera X Francis Collins & HUGO
O papel da genética na medicina
Genética Humana Ciência da variação e da hereditariedade dos seres humanos
Genética Médica Especialidade que lida com o diagnóstico, o tratamento e o
controle dos distúrbios hereditários
Projeto do Genoma Humano Identificação de TODOS os genes humanos Determinação de como as variações nestes genes contribuem
Saúde / Doença Desenvolvimento de melhores meios de diagnóstico, medidas
preventivas e métodos terapêuticos Reconhecimento do papel que os fatores genéticos
desempenham na etiologia das doenças
Fatores genéticos
Fatores ambientaisDoença
Genética na Medicina
Doença genes / ambiente Monogênicos
Genes mutantes individuais
CromossômicosCromossomos inteiros
MultifatoriaisCombinações de pequenas variações nos
genes; juntas produzem ou predispõem a um grave defeito associadas a fatores ambientais
Genética na Medicina
“Precisaremos de médicos que conheçam a anatomia molecular e a fisiologia dos cromossomos e genes, como o cirurgião cardíaco conhece o funcionamento do coração”.
Paul Berg (Prêmio Nobel)
CAMPOS DE INTERESSE GENÉTICA HUMANA E MÉDICA
Citogenética Cromossomos
Genética Molecular e Bioquímica Estrutura e função de
genes
Genômica Organização e
funcionamento do genoma
Genética de Populações Variações genéticas nas
pop. Humanas e fatores que determinam as freqüências alélicas
Genética do Desenvolvimento Controle genético do
desenvolvimento
Genética Clínica Diagnóstico e cuidados
dos pacientes
Aconselhamento genético
Diagnóstico pré natal Fornecimento de
informação sobre o risco Suporte psicológico e
educacional
Uso da genética na MedicinaProgressos da biotecnologia
Desenvolvimento de: Vacinas Tratamentos Suplementos Kits de diagnostico
Pela tecnologia do DNA recombinante