Introdução ao Genoma Humano

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Maria Cecília Moscardini – CMMG 
Genética 
Introdução ao Genoma Humano 
Aula dia 10/08- Capítulo 2 - Nussbaum, Robert L.; 
McInnes, Roderick R.; Willard, Huntington F; 
Thompson & Thompson Genética Médica. 8. ed. ed. 
Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. 
Genoma Humano 
®O Genoma Humano = Genoma 
Nuclear + Genoma Mitocondrial 
 
 
 
®Nem todo produto final dos genes é 
uma proteína, em alguns podem ser, 
por exemplo, um RNA transcrito. 
®Cada gene tem uma posição precisa 
no cromossomo- chamada de locus 
®Células Germinativas – desenvolvem 
os gametas 
®Células Somáticas – todas as outras 
células 
®Nas células somáticas há 22 
cromossomos pareados (autossomos) + 
XX ou XY 
®Cromossomos Homólogos: Portam 
os mesmos locus gênios, um de origem 
materna e outro paterno. Cromossomas 
pareados entre si, semelhantes em 
tamanho, forma, posição do 
centrômero e sequência de genes e 
que juntos formam um par. 
 
 
 
 
®Alelos: São as diferentes formas de 
um gene. Por exemplo: AA, Aa ou aa. 
Estrutura do DNA 
®Bases Nitrogenadas: 
»Purinas – Adenina e 
Guanina (Água Pura) 
»Pirimidinas – Timina e 
Citosina 
®Citosina se combina com Guanina; 
Timina com Adenina – são 
complementares 
®O DNA é constituído de: 
»Desoxirribose 
»Base Nitrogenada 
»Grupo Fosfato: 
fornece estrutura a molécula 
nucleotidica - confere aos ácidos 
Genética 
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nucleicos as características ácidas- 
realiza as ligações entre nucleotídeos de 
uma mesma cadeia. O fosfato se liga ao 
açúcar e o açúcar vai se ligar a base 
nitrogenada. 
®1 par de bases (1pb) se refere a dois 
nucleotídeos opostos e 
complementares. 
®1 kb se refere 
a 1000 pb 
Empacotamento da Cromatina 
®A dupla hélice do DNA se enrola no 
octâmero de histonas (proteínas). 
®DNA + histonas = nucleossomo 
(unidade básica da cromatina) 
®Enovelamento da cromatina dará 
origem ao cromossomo 
Histonas 
®Existem 4 tipos: H2A, H2B, H3, H4 
®É chamado octâmero pois existe 
duas de cada 
Cromossomo Mitocondrial 
®Herança exclusivamente materna 
®Molécula circular de fita dupla 
®A taxa de mutação do mtDNA é 
quase 20 vezes mais alta do que a do 
DNA nuclear. Isso ocorre devido à 
grande produção de radicais livres de 
oxigênio (mutagênicos) nas mitocôndrias 
e a sua limitada capacidade de reparo. 
®Dentro de cada mitocôndria existe 
várias cópias de DNA mitocondrial 
®mtDNA- 37 genes 
®As proteínas codificadas serão 
utilizadas para o funcionamento da 
própria mitocôndria, entretanto estas 
não são suficientes então proteínas 
codificadas pelo genoma nuclear 
também são utilizadas. 
Sequência do genoma Humano 
®Existem 3.3 milhões de pares de 
bases de DNA 
®Direção 5’®3’ 
®A partir da avaliação do genoma de 
vários indivíduos foi montado uma 
sequência de referência (banco de 
dados), para que possa ser feita uma 
comparação entre os indivíduos. 
 
 
 
 
®A função de 50% dos genes é 
desconhecida 
®Cerca de 1,5-2% do genoma é 
responsável por codificar proteínas. 
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®O DNA possui muitas sequências 
repetidas (50%) e essas não codificam 
proteínas. 
®Essas sequencias repetidas podem 
estar intercaladas ao longo do genoma 
ou agrupadas 
»Sequências repetidas agrupadas (em 
tandem) - 
representam 
cerca de 10-
15% do 
genoma. 
»Sequencias repedidas dispersas- são 
os mais estudados- família Alu (10% do 
DNA) e família LINE (20%) - essas 
famílias estão relacionadas a algumas 
alterações ou doenças 
®Duplicações Segmentadas: 
Sequencias repetitivas que são 
duplicadas envolvendo alguns 
segmentos substanciais de um 
cromossomo (cerca de 5% do 
genoma). 
Centrômero, Cinetocoro e Telômero 
®Centrômero: constrição primária, 
responsável pelo movimento do 
cromossomo pelos fusos durante a 
divisão celular. 
®Cinetocoro: complexo proteico que 
envolve o centrômero. 
»A partir do 
centrômero e do 
cinetócoro, é 
possível formar o 
fuso mitótico 
®Os telômero são sequencias 
repetitivas especializadas para garantir a 
integridade do cromossomo. 
®Eucromatina (parte roxa): região mais 
ativa no genoma, sofre condensação e 
descondensação. 
®Heterocromatina (parte alaranjada): 
mantem o estado de condensação 
durante o ciclo 
celular. 
 
Ciclo Celular 
®Células diploides (2n), células 
haploides (n- germinativas). 
®Em todas as fases do ciclo celular 
existem pontos de checagem para 
conferir que o ciclo ocorreu 
adequadamente. Se algo tiver 
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acontecido de forma inadequada, a 
célula entra em apoptose. 
 
 
 
 
 
 
®Interfase 
»G0 
-Célula em repouso 
-Algumas células permanecem em G0, 
porque elas já estão diferenciadas, por 
exemplo, os neurônios, células hepáticas 
e as hemácias. 
»G1 
-A célula passa a maior parte do tempo 
-Multiplicação do conteúdo celular, 
porém não tem a multiplicação do DNA. 
»S 
-Duplicação do material genético (DNA) 
 
 
 
 -Após a duplicação, passa a existir as 
cromátides irmãs (unidas pelo 
centrômero). 
»G2 
-Double check: Ocorre uma nova 
checagem 
 
®Mitose 
 
 
 
 
»Prófase: condensação gradual dos 
cromossomos, formação dos 
centrossomos e do fuso mitótico. 
»Prometafase: membrana nuclear se 
rompe, cromossomos se dispersam na 
célula e se fixam, pelos cinetócoros, aos 
microtúbulos do fuso mitótico. 
»Metáfase: cromossomos estão 
maximamente condensados 
(importantes para a visualização) e 
alinhados no plano equatorial da célula 
»Anáfase: cromossomos se separam 
no centrômero e as cromátides irmãs 
se tornam cromossomos filhos 
independentes. 
»Telófase: cromossomos começam a 
descondensar e a membrana nuclear 
começa a se formar. 
»Citocinese: o citoplasma é clivado. 
®Meiose 
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-Exclusiva de células germinativas 
-O momento da gametogênese é 
diferente em homens e mulheres 
-Meiose 1 x Meiose 11 
-A meiose 11 é igual a mitose. 
 
 
 
 
»Meiose 1 
-Prófase 1: acontece o crossing-over 
 
-Leptóteno: Cromossomos duplicados, 
inicia-se a condensação. 
-Zigóteno: Formação do complexo de 
sinapses- formação bivalente 
(cromossomos homólogos estão um ao 
lado do outro) 
-Paquíteno: Sinapses completas, ocorre 
o crossing-over. 
 
-Diplóteno: Complexo sinapses 
desaparece, quiasma visível. 
-Diacinese: Envelope nuclear 
fragmentado. 
 
 
 
 
-Anáfase 1: O que separa são os 
cromossomos homólogos 
»Meiose 11 
-Anáfase 11: O que separa são as 
cromátides irmãs. 
Cariótipo humano 
®Visualização dos cromossomos 
®São visualizados na metáfase 
*O cariótipo 
está 
representado 
assim, pois a 
união das 
cromátides 
irmãs é tão 
grande que se torna imperceptível. 
*Mas também 
pode ser 
representado 
assim. 
Gametogênese Humana 
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®Espermatócitos primários ou 
Ovócitos primários 
®Meiose feminina inicia-se mais cedo- 
durante a vida fetal, número limitado de 
células 
®Meiose masculina iniciada 
continuamente- acontece durante toda 
a vida adulta do homem 
Espermatogênese 
®Inicia na puberdade 
®Espermatócito primário- 2n -meiose 1 
®Espermatócito secundário- n – 
meiose 11 
®Espermátide se diferencia em 
espermatozoides 
®Demora cerca de 64 dias 
 
 
 
 
Ovocitogênese 
®Inicia no 
desenvolvimento fetal da 
mulher 
®Ovogônia desenvolve 
em ovócito primário (2n) 
-No 3º mês de 
desenvolvimento fetal 
-Meiose 1 é interrompida 
na prófase 1 e só retorna 
na maturidade sexual 
-A maioria degenera e cerca 
de 400 amadurecem. 
®Na maturidade sexual, 
pouco antes da ovulação, o 
ovócito primário completa a 
meiose 1 
®O ovócito secundário (n) 
e primeiro glóbulo polar (n) 
®Na ovulação- ovócito secundário 
entra em meiose 11, que é interrompida 
no processo de metáfase 11. 
®A metáfase 11 é concluída se ocorrer 
fertilização. 
Fertilização 
®Penetração do espermatozoide no 
ovócito 
®Conclusão da meiose 11- formação do 
segundo globo polar®Zigoto diploide 
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Relevância clínica da mitose e 
meiose 
®Garantia da constância do número de 
cromossomos (integridade do genoma) 
®Fetos cromossomicamente anormais 
®Doenças genéticas 
®Câncer