Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
BASES CROMOSSÔMICAS E MOLECULARES DA HEREDITARIEDADE • Apenas 1 grama de DNA armazena 215 milhões de gigabytes de informação. • Somos 65% bananas e 95% chimpanzés. • Segundo cálculos aproximados, em uma pessoa que pesa 65 quilos, o DNA pesa em torno de 200 gramas. • Segundo os descobrimentos recentes, as pessoas são idênticas em 99,9% no que se trata de DNA. • Por um lado, isso só nos mostra que todos somos irmãos e irmãs. Por outro, tão somente 0,01% é o que nos faz sermos únicos. • Fumando um pacote de cigarros, você pode provocar até 150 mutações diferentes nas células pulmonares, 18 mutações nas células da bexiga e 6 nas do fígado. • Se pelo menos uma delas fosse capaz de conduzir à formação de células cancerosas que o corpo não fosse capaz de destruir em tempo, isso poderia ocasionar a morte do indivíduo. Aconselhamento genético No Brasil, o teste pode ser feito em laboratórios particulares e custa entre R$ 4 mil e R$ 12 mil. O exame não é oferecido pelo Sistema Único de Saúde (SUS) e não é coberto por planos de saúde. O resultado demora até 30 dias úteis. Adaptações ao nível populacional (“seleção natural”) MUTAÇÕES* * mutações são mudanças na seqüência dos nucleotídeos do material genético de um organismo. O meio exerce uma seleção natural que favorece indivíduos portadores de características mais apropriadas para um determinado ambiente e num determinado tempo. No seio de uma população certo indivíduos apresentam características que lhes conferem melhor adaptações em relação aos outros. Os mais aptos vivem mais tempo, reproduzem mais e transmitem as suas “características” aos descendentes**. Vamos compreender um pouco a seleção natural. * Hoje se sabe que as “características” transmitidas aos descendentes são os genes. • O que é a uma espécie? • Espécie do latim: species, "tipo" ou "aparência“; • é um conceito fundamental da Biologia que designa a unidade básica do sistema taxonômico utilizado na classificação científica dos seres vivos; • Embora existam múltiplas definições, nenhuma delas consensual; • Todos os conceito estruturam-se em torno da constituição de agrupamentos de indivíduos (os espécimes) com profundas semelhanças estruturais e funcionais recíprocas, resultantes da partilha de um DNA “idêntico”, que lhes confere acentuada uniformidade bioquímica e a capacidade de reprodução entre si, originando descendentes férteis e com o mesmo quadro geral de características; •Ex: Heterocephalus glaber; Chiromys madagascarensis; Homo sapiens; • As espécies vivem sozinhas? • Não!!! •POPULAÇÃO - é o conjunto de indivíduos de mesma espécie que vivem numa mesma área em um determinado período. •Ex.: • Todos os espécimes da mesma população são iguais? • Não!!!!! • Variabilidade Genética!!!!! • A variabilidade genética “mede” a tendência dos diferentes alelos de um mesmo gene que variaram entre si em uma dada população; • A capacidade de uma população para se adaptar a um ambiente em mudança depende da variabilidade genética. • O que é raça? • A raça é um conceito que obedece diversos parâmetros para classificar diferentes populações de uma mesma espécie biológica de acordo com suas características genéticas ou fenotípicas; é comum falar-se das raças de cães ou de outros animais. • Na espécie Homo sapiens - a espécie humana - a variabilidade genética representa 3 a 7% da variabilidade total, nos sub-grupos continentais, o que caracteriza, definitivamente, a ausência de diferenciação genética. • Portanto, inexistem raças humanas do ponto de vista Biológico. Ser Humano • O que são os humanos? • Humano (conhecido taxonomicamente como Homo sapiens, do latim "homem sábio” é a única espécie animal de primata bípede do gênero Homo ainda viva; • Os membros dessa espécie têm um cérebro altamente desenvolvido, com inúmeras capacidades como o raciocínio abstrato, a linguagem, a introspecção e a resolução de problemas. Ser Humano • Esta capacidade mental, associada a um corpo ereto possibilitaram o uso dos braços para manipular objetos, fator que permitiu aos humanos a criação e a utilização de ferramentas para alterar o ambiente a sua volta mais do que qualquer outra espécie de ser vivo. • Outros processos de pensamento de alto nível, como a auto-consciência, a racionalidade e a sapiência, são considerados características que definem uma "pessoa"; Homo Sapiens Ex. Índios da etnia Hopi Infelizmente, as pessoas com condições genéticas recessivas em outras sociedades em geral são mais sujeitas a discriminação e preconceito. São uma nação indígena dos Estados Unidos da América, que vivem principalmente na Reserva Hopi, no nordeste do estado de Arizona. Mantiveram os seu “albinos”. Alterações do material genético (DNA) que originam novas versões de um gene, definitivas e hereditárias; Acúmulo de mutações vantajosas ocorrem pela ação da seleção natural, durante os bilhões de anos de evolução biológica; São fontes primárias da variabilidade dos seres vivos; As mutações são feitas ao acaso, não têm qualquer relação com as necessidades do organismo; Ocorrem espontaneamente ou podem ser induzidas por agentes externos como radiações ionizantes e certas substâncias; Células germinativas (gametas) hereditariedade evolução; gameta e/ou zigoto inviável Ɨ Células somáticas câncer. MUTAÇÃO O albinismo é causado por uma mutação na enzima tirozinase que transforma o aminoácido tirozina em pigmento da pele, a melanina. Em algum determinado momento, o gene que codifica a produção da substância responsável pela cor no organismo sofreu uma mutação. Essa mutação pode ocorrer em plantas e animais e, em geral, é hereditária. Considerações • Homo sapiens - a espécie humana - a variabilidade genética representa 3 a 7% da variabilidade total, nos sub- grupos continentais, o que caracteriza, definitivamente, a ausência de diferenciação genética. • “... resultado foi bastante surpreendente: 85,4% da diversidade alélica observada nos polimorfismos estudados ocorria entre indivíduos de uma mesma população, 8,3% entre diferentes populações de uma mesma “raça” e apenas 6,3% entre as chamadas “raças”...” • Inexistem raças humanas do ponto de vista Biológico. A inexistência biológica versus a existência social de raças humanas: pode a ciência instruir o etos social? Considerações • “No passado, a crença de que “raças” humanas possuíam diferenças biológicas substanciais e bem demarcadas contribuiu para justificar discriminação, exploração e atrocidades.” • “... porém, os avanços da genética molecular e o sequenciamento do genoma humano permitiram um exame detalhado da correlação entre a variação genômica humana, a ancestralidade biogeográfica e a aparência física das pessoas, e mostraram que os rótulos previamente usados para distinguir “raças” não têm significado biológico.” Considerações • Cor e ancestralidade do Brasileiro • Com base nos critérios de autoclassificação do censo do IBGE, a população brasileira era composta por 53,4% de brancos, 6,1% de negros e 38,9% de pardos.” • “ ... nosso estudo revelou que a esmagadora maioria das linhagens paternas da população branca do país é de origem européia, mas, surpreendentemente, as linhagens maternas no Brasil, como um todo, mostraram uma distribuição bem equilibrada entre as três origens geográficas: 33% das linhagens eram ameríndias, 28% africanas e 39% europeias...” • “I have a dream that my four children will one day live in a nation where they will not be judged by the color of their skin but by the content of their character”. Martin Luther King, 1963. •"Eu tenho um sonho que minhas quatro pequenas crianças vão um dia viver em uma nação onde elas não serão julgadas pela cor da pele, mas pelo conteúdo de seu caráter“. Informação genética DNA genes proteína influencia nas características (físicas, fisiológicas e funcionais) do indivíduo. Conceitos básicos em genética DNA maior concentração núcleo divisão celularDNA (cromatina) condensa cromossomos Conceitos básicos em genética http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=dykBKCx6EkZJPM&tbnid=3l-sXBcxpEbAdM:&ved=0CAUQjRw&url=http://aprendendogenetica.blogspot.com/2011_03_01_archive.html&ei=stAuUdDCNIa-9QS2hYDIAw&psig=AFQjCNFKit7TvH3-zO2YkQDtiLlTaJzxKw&ust=1362108863364109 - Diagnóstico, prevenção e tratamento de doenças, genéticas ou não genéticas (diagnóstico molecular, terapia gênica e celular). -Desenvolvimento de fármacos de acordo com o perfil genético (farmacogenética). - Etc. - Aplicação em identificação e criminalística (testes de paternidade, identificação de criminosos). - Desenvolvimento da Biotecnologia (DNA recombinante, clonagem). -Estudo da herança e da variação (estudos filogenéticos e evolutivos). - Compreensão sobre o desenvolvimento dos organismos, a partir de uma única célula (Genética do desenvolvimento). - Aplicação na agricultura e na medicina veterinária para produção de alimentos de melhor qualidade e de forma mais rentável. Células-tronco embrionárias Até o estágio de blastocisto, as células ainda se encontram indiferenciadas; ou seja, se forem isoladas, podem originar qualquer célula do corpo de um indivíduo. Por essa característica, até a fase de blástula, as células embrionárias são chamadas de células-tronco. O uso de células-tronco embrionárias com finalidades médicas é um tema polêmico! • Clonagem é o processo no qual se isolam seqüências de DNA e incorporam- se estas em plasmídios para serem inseridos em organismos adequados e assim serem reproduzidos. TERAPÊUTICA REPRODUTIVA Discussão Clonagem Humana: Contra ou a Favor? QUEM DEFENDE? • Tratamento de inúmeras doenças que hoje são consideradas incuráveis, ex.: CÂNCER, AIDS; • Fim das mortes em filas de espera por doação de órgãos; • Parte da comunidade científica; • Comunidade religiosa; QUEM CONDENA? Clonagem Humana: Contra ou a Favor? Aspectos Religiosos da Clonagem Humana • Catolicismo • Islamismo • Judaísmo • Espiritismo | Destruição de milhares de embriões defeituosos (“destruição de milhares de almas”) | Até que ponto o embrião já possui “alma”? Aspectos Jurídicos da Clonagem Humana Lei de Biossegurança n.º 11.105, de 24/03/2005 Segundo o art. 6º fica proibido: II – engenharia genética em organismo vivo ou o manejo in vitro de ADN/ARN natural ou recombinante, realizado em desacordo com as normas previstas nesta Lei; III – engenharia genética em célula germinal humana, zigoto humano e embrião humano; IV – clonagem humana; Segundo o Capítulo VIII, constitui crimes: Art. 24. Utilizar embrião humano em desacordo com o que dispõe o art. 5º desta Lei: Pena – detenção, de 1 (um) a 3 (três) anos, e multa. Art. 25. Praticar engenharia genética em célula germinal humana, zigoto humano ou embrião humano: Pena – reclusão, de 1 (um) a 4 (quatro) anos, e multa. Art. 26. Realizar clonagem humana: Pena – reclusão, de 2 (dois) a 5 (cinco) anos, e multa. Aspectos Jurídicos da Clonagem Humana Conclusão ? • Como a vida surgiu? Como surge um ser vivo? Quem sou eu? • Todos os seres vivos Compartilham: •Material genético • Adaptação e evolução • Reações a estímulos • Metaboliso • Reprodução • Aristóteles (384 a.C., 322 a.C.) teoria da abiogênese (do grego a-bio- genesis, origem não biológica) ou teoria da geração espontânea; • “os seres vivos surgiam a partir da matéria bruta (ou matéria inanimada)”; • “uma “força vital” é responsável pela transformação da matéria bruta em vida.” • Jan Baptista van Helmont(1577-1644) “(...)coloca-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo, e o resultado será que, em 21 dias, surgirão ratos.” • Itália, 1626 - 1697 d.C • Francesco Redi, médico; • Elaborou um experimento para tentar provar a teoria da biogênese (de origem biológica); • Conclusão: “Um ser vivo só pode se originar a partir de outro ser vivo” • Itália, 1729-1799 d.C • Lazaro Spallanzani (padre, fisiologista e um estudioso das ciências naturais); • estudando espermatozóides e óvulos de cães; • Demonstrou que o óvulo e o espermatozóide são necessários para o desenvolvimento de um embrião; • “são necessários seres vivos para termos vida” • Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck (1744-1829), naturalista francês; • desenvolveu a teoria dos caracteres adquiridos; • Foi ele que, de fato, introduziu o termo biologia; • Desenvolveu a teoria da evolução - LAMARCKISMO - Ambiente em mudança Altera as necessidades dos organismos Organismos mudam de comportamento Usam uns órgãos mais do que outro Alteração das características dos organismos Mudança passa para a descendência X • Adaptações fisiológicas que adquiridas ao longo da vida são ser são transmitidas aos descendentes. • Alemanha, 1839 d.C • Mattias Schleiden e Theodor Schwann (naturalistas); •Desenvolvem a teoria celular; • estabelece a célula como a unidade morfofisiológica dos seres vivos, ou seja, a célula é a unidade básica da vida; • Concluíram que o embrião (resultado da união de gametas feminino e masculino) se desenvolve a partir de uma única célula o zigoto; • Louis Pasteur (1822-1895), cientista francês; • Repetiu as experiências de John Needham com os caldos nutritivos; • mas não fechou-os os potes hermeticamente; • moldou os gargalos dos frascos como um “pescoço de cisne”; • provou que os micro-organismos estavam presentes no ar e não surgiam por geração espontânea. • Louis Pasteur (1822-1895), cientista francês; • "Um pouco de ciência nos afasta de Deus. Muito, nos aproxima."; • Charles Robert Darwin (1809-1882), naturalista Inglês; • Recolheu dados e informações ao longo de mais de 20 anos, com destaque para a sua viagem à volta do mundo, a bordo do Beagle, com passagem pelas ilhas Galápagos; • Evolução propriamente dita; •Ancestralidade comum; •Gradualismo; •Seleção natural; •Pensamento populacional; O meio exerce uma seleção natural que favorece indivíduos portadores de características mais apropriadas para um determinado ambiente e num determinado tempo. No seio de uma população certo indivíduos apresentam características que lhes conferem melhor adaptações em relação aos outros. Os mais aptos vivem mais tempo, reproduzem mais e transmitem as suas “características”* aos descendentes. Não existe ser vivo mais evoluído ou menos evoluído... estar vivo é estar evoluído com as condições atuais... * Hoje se sabe que as “características” transmitidas aos descendentes são os genes. Darwin, C. 1859. On the Origin of Species by Means of Natural Selection. London: John Murray, p. 502. Figuras modificadas de: Foto search Banco de Imagens, Royalty Free Imagens Publitek, Inc. - www.fotosearch.com.br Resumindo.... • Deriva Genética Seleção Natural 8 RR 8 rr 2 RR 6 rr 0.50 R 0.50 r 0.25 R 0.75 r Antes: Depois: Evolução Química de substâncias não-vivas Carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio Principais constituintes dos seres vivos (polissacarídeos, lipídeos e ácidos nucléicos) Existem de forma abundante no ambiente Diferença entre substâncias brutas e orgânicas: Forma de organização/ inteiração Oparin e Haldane (1920) CH4 H2O N H3 H 2 (proteínoides) Miller (1953): metano, hidrogênio, amônia e vapor de água durante 7 dias A síntese de aminoácidos, de acordo a hipótese de Oparin (a partir dos gases da atmosfera, UV e eletricidade), é possível. Coacervados proteicos Gene - Genética Clássica unidade fundamental da hereditariedade. - Genética Moderna pedaço de DNA que codifica uma proteína. Proteína Genótipo • Constituição gênica do indivíduo, isto é, são os genes que ele possui em suas células e que foram herdados dos seus pais. • Representado por letras. • Ex.: A, z, T, b ... Fenótipo • São as características manifestadas por um indivíduo. • São característicasmorfológicas, fisiológicas ou comportamentais. • É determinado pelo fenótipo, mas pode ser modificado pelo ambiente. Fenótipo F = G + A (Fenótipo é igual ao genótipo do indivíduo mais a ação do ambiente). • Ex.: cor de pele, textura do cabelo, etc. Cromossomos Homólogos • São cromossomos que apresentam genes para as mesmas características para as mesmas posições. • Um homólogo veio do pai e outro da mãe. Óvulo n Espermatozóide n Zigoto 2n Tamanho do Pé Cor de Cabelo Tipo Sanguíneo Temperamento Tamanho do Pé Cor de Cabelo Tipo Sanguíneo Temperamento Genes Alelos • Genes presentes nos mesmos locais nos cromossomos homólogos. P c IA a P C IB a Genes alelos • Genótipo: conjunto de genes de um indivíduo. • Fenótipo: características observáveis de uma espécie, que são determinadas por genes e que podem ser alteradas pelo ambiente. Fenótipo= genótipo+meio • Fenocópia: fenótipo modificado semelhante a um existente. • Gene Letal: com efeito mortal. • Genes Codominantes: os dois genes do par manifestam seu caráter. • Polialelia: mais de dois alelos para um mesmo caráter. • Pleiotropia: um par de genes determina vários caracteres. • Polimeria: vários pares de genes determinam um só caráter. • Epistasia: interação em que genes inibem a ação de outros não alelos. • Forma de ação dos genes: – Um par de genes pode determinar apenas uma característica. – Pares de genes determinam apenas uma característica. • Polimeria – Altura – Peso – Cor da pele • Epistasia – Sangue O do sistema ABO – Um par de genes determinam varias características. • Pleiotropia (síndrome de Marfan) • Síndrome de Lawrence-Moon Gene Um gene contém a informação para a produção de um RNA funcional Lócus gênico Contém 1 gene Genes Alelos (AA) Alelos (Bb) Alelos Cromossomos Homólogos Os genes alelos determinam as características nos organismos Homozigoto (AA) homozigoto (bb) homozigoto Genes alelos iguais Heterozigoto (Aa) heterozigoto (Bb) heterozigoto Genes alelos diferentes Gene dominante Ambos se expressam Somente o gene dominante se expressa. Gene recessivo Ambos se expressam O gene recessivo é inibido pelo seu alelo dominante. Genótipo Fenótipo Aparência física e/ou fisiológica de um organismo. Fenótipo = Genótipo + Meio Ambiente Os princípios das Leis da Genética ou Mendelianas INTRODUÇÃO A 1ª LEI DE MENDEL Em 1868, o cientista inglês Charles Darwin (1809-1882) defendia a teoria da pangênese, pela qual os gametas eram formados por partículas provenientes de todas as partes do corpo. Em 1866, trabalhando em um mosteiro na cidade de Brünn, na Áustria (hoje Brno, na República Theca), Gregor Mendel publicou um trabalho sobre a hereditariedade, porém esse trabalho só teve a devida atenção em 1900, quando os cientistas: o alemão Carl Correns (1864-1933), o holandês Hugo de Vries (1848-1935) e o austríaco Erich-Seyseneg(1871- 1962), trabalhando de forma independente e desconhecendo as experiências de Gregor Mendel, descobriam as mesmas leis da hereditariedade. William Bateson em 1902 publicou "Os princípios mendelianos da herança: uma defesa", com a tradução dos trabalhos originais de Mendel sobre hibridação, publicados em 1866. Sugeriu pela primeira vez o termo genética para a ciência da herança e da variação. Também criou os termos homozigoto, heterozigoto, alelomorfo. Técnica de como Mendel realizava a fecundação cruzada em ervilhas Mendel podia decidir se ocorreria autofecundação, que acontece naturalmente, quando os grãos de pólen produzidos nos ESTAMES caem sobre os CARPELOS da mesma flor. Mas Mendel promovia a fecundação cruzada para impedir a autofecundação, veja na animação o que ele fez : passava nos ESTIGMAS de outra flor. Estames Carpelo Flor branca Flor púrpura Para realizar fecundação cruzada, ele recolhia os grãos de pólen com um pincel, O pólen é transferido da flor branca para a flor púrpura Após a fecundação, os óvulos desenvolvem-se e originam sementes (ervilha), e o ovário desenvolve-se e origina o fruto (vagem) Estames Removidos, para evitar a autofecun-dação Técnica de como Mendel realizava a fecundação cruzada em ervilhas com flor púrpura . O ovário desenvolve-se, origina o fruto (vagem) Germinavam , dando origem às novas plantas. Mendel chamou de geração F1, observando que, todas as plantas resultantes do cruzamento, possuíam flores púrpura e nenhuma era branca. Depois, ele promoveu a autofecundação da F1, cultivou as sementes resultantes e chamou essa geração de F2. Nessa geração, havia plantas com flores púrpuras e plantas com flores brancas. (3 :1) As ervilhas eram plantadas, V v V v VV vV vV vv Gametas femininos G am e ta s m as cu lin o s Q u ad rad o d e P u n n ett A proporção fenotípica foi de (3:1) três amarelas para uma verde. A proporção genotípica encontrada foi de (1:2:1), ou seja, 1/4 homozigoto dominante (VV), 2/4 heterozigoto (Vv) e 1/4 homozigoto recessivo (vv). Mendel supôs que, se uma planta tinha semente amarela, ela deveria possuir algum “elemento” ou “fator” responsável por essa cor. O mesmo ocorria com a planta de semente verde. Com ervilhas puras, Mendel fez um cruzamento, usando a parte masculina de uma planta de semente amarela e a feminina de uma de semente verde. Observe : V v Formação dos gametas VV vvX 100% Indivíduos com semente amarela formados na 1ª geração VvV v Autofecundação vV vV X (Meiose) Formação dos gametas Geração Parental (P) vV Autofecundação Formação da 2ª Geração ou F2 O aparecimento de plantas com semente verde permitiu a Mendel concluir que o fator para a cor verde não tinha sido destruído na F1, apenas não se manifestava na presença de outro fator para a cor amarela. Com base nisso, resolveu chamar a característica “cor amarela” de dominante e a característica “cor verde” de recessiva, aqueles em que suas características permaneciam “escondidas” em F1 e só apareciam na geração F2. O enunciado da 1ª lei de Mendel pode ser apresentado assim: “Cada caráter é definido por um par de fatores que se separam quando um gameta é formado, indo um fator para cada gameta, sendo então, um caráter puro”. INTERPRETAÇÃO ATUAL DA PRIMEIRA LEI DE MENDEL Com base nos conhecimentos atuais sobre meiose, os fatores correspondem aos alelos de um gene, esses alelos se separam na formação dos gametas. Como a meiose produz células com apenas um cromossomo do par, cada gameta (haplóides “n”) possui apenas um alelo de cada par. Não há, portanto, “gametas híbridos”. As células do corpo da maioria dos organismos são diplóides (2n). 2 dos 7 pares de Cromossomos homólogos da célula de ervilha Alelos R=semente (lisa) e r= semente rugosa) A explicação de Mendel para herança dos sete caracteres de ervilha foi confirmada por outros pesquisadores que deram origem à Primeira Lei de Mendel ou Lei de Monoibridismo . Meiose Cruzamentos • A partir dos cruzamentos os geneticistas podem prever a transmissão dos genes em uma família. • É utilizado o “quadro de Punnett”. Gametas produzidos pelo pai Gametas produzidos pela mãe Cruzamento Como fazer um cruzamento? 1. Leia com cuidado o enunciado e faça uma legenda respondendo a pergunta: qual é a característica em questão? 2. Destaque qual característica é condicionada pelo gene dominante e qual é pelo gene recessivo. 3. Descubra qual é o genótipo dos pais (caso não tenha sido dito no problema). 4. Descubra quais tipos de gametas os pais podem produzir. Como fazer um cruzamento? 5. Coloque os gametas produzidos pelos pais no quadro de Punnett. 6. Faça o cruzamento. 7. Monte o genótipo. 8. Monte o fenótipo (a legenda te ajuda nesse passo) 9. Responda a questão. Casos que vão além da 1ª Lei de Mendel Herança Intermediária Herança Intermediária Codominância Codominância Genes Letais O que é um heredograma? • Também chamado do pedigreeou genealogia. • Representa as relações de parentesco entre indivíduos. • Representa o padrão de certa herança em uma família. Símbolos Homem normal Mulher normal Homem afetado Mulher afetada Casamento Filhos Sexo indeterminado Gêmeos verdadeiros ou univitelinos Gêmeos falsos ou dizigóticos ou bivitelinos Simbologia Básica Heredograma Como fica esse heredograma? • Um homem normal, cujo pai era afetado e a mãe era normal, casa-se com uma mulher normal cujos pais também eram normais. Esse casal tem seis filhos: duas mulheres e um homem afetados, uma mulher normal, um homem e uma mulher afetados nessa ordem. Um homem normal, cujo pai era afetado e a mãe era normal, casa-se com uma mulher normal cujos pais também eram normais. Esse casal tem seis filhos: duas mulheres e um homem afetados, uma mulher normal, um homem e uma mulher afetados nessa ordem. HERANÇA E SEXO • Os cromossomos dos seres vivos são classificados em autossômicos e sexuais, estes são responsáveis pela determinação do sexo. SISTEMA XY • A fêmea possui par de cromossomos homólogos (xx) e macho um cromossomo igual ao da fêmea (x) e outro diferente (Y). A herança do sexo na espécie humana • Na espécie humana: - 46 cromossomos - 23 cromossomos são de origem materna e 23 são de origem paterna - A determinação do sexo envolve apenas o par sexual (cromossomos alossomos) - Os demais cromossomos são chamados AUTOSSOMOS. Cromossomos Autossômicos e Sexuais CARIOTIPO HUMANO NORMAL - FEMININO Cariótipo masculino anormal Quimerismo, ou quimerismo genético, é o nome que se dá a um animal ou humano que tem duas ou mais populações de células geneticamente distintas com origem em zigotos diferentes; se as diferentes células surgiram a partir do mesmo zigoto, é o chamado mosaico. O quimerismo é raro em seres humanos. SEXO FEMININO: - Homogamético - Mulher: 44AA + XX - Ovulo: 22AA + X SEXO MASCULINO - Homem: 44AA + XY - Espermatozóide: 22AA + Y Heredograma clássico – Herança autossômica recessiva X X Homologia Completa X Y Homóloga Não homóloga Herança Restrita ao Sexo Herança Ligada ao Sexo Não homóloga HERANÇA LIGADA AO SEX0 -Ocorre quando os genes envolvidos se situam no cromossomo X, em sua porção não-homóloga. -A mulher, por apresentar dois cromossomos X, poderá portar genes ligados ao sexo em dose dupla. -O homem , por apresentar apenas um cromossomo X, terá sempre apenas um gene ligado ao sexo (dose simples). -A mulher, portanto, pode ser considerada HOMOZIGOTA OU HETEROZIGOTA, enquanto o homem é considerado Hemizigoto. “DALTONISMO” (discromatopsia): Um exemplo de herança ligada ao sexo na espécie humana • Daltonismo: Dificuldade em distinguir algumas cores. • O daltonismo é determinado por um gene recessivo, ligado ao sexo, simbolizado por Xd • O gene alelo dominante, que condiciona a visão normal, é simbolizado por XD. • Daltonismo É uma condição hereditária que dificulta o indivíduo a distinguir algumas cores; É determinada por um gene recessivo ligado ao cromossomo X; GENOTIPOS E FENÓTIPOS NO DALTONISMO SEXO GENÓTIPO FENÓTIPO Masculino XDY Normal Masculino XdY Daltônico Feminino XDXD Normal Feminino XDXd Normal Feminino XdXd Daltônica Exercício: • Uma mulher daltônica, cujo irmão tem visão normal, casa-se um homem de visão normal. Determinar o genótipo dos indivíduos citados e dos pais da mulher, bem como a probabilidade de o casal ter uma criança do sexo feminino daltônica. HEMOFILIA: Outro exemplo de herança ligada ao sexo na espécie humana • Hemofilia: ausência de um dos fatores associados a coagulação sanguínea. • A hemofilia é uma doença condicionada por um gene recessivo, ligado ao sexo, simbolizado por Xh • O gene alelo dominante, que condiciona a coagulação normal, é simbolizado por XH. GENÓTIPOS E FENÓTIPOS NA HEMOFILIA SEXO GENÓTIPO FENÓTIPO Masculino XHY Normal Masculino XhY hemofílico Feminino XHXH Normal Feminino XHXh Normal Feminino XhXh hemofílica Exercício: • Um casal normal, quanto à hemofilia, teve um menino hemofílico. Qual os genótipos do casal e a probabilidade de seus próximos filhos serem hemofílicos? Heranças Sexuais Região não homóloga do cromossomo X Região não homóloga do cromossomo Y Região homóloga de X e Y Cromossomos Sexuais Heranças Sexuais Quando o gene relacionado à herança situa-se em regiões específicas (não- homólogas) dos cromossomos sexuais X e Y. Cromossomo X Herança Ligada ao sexo Cromossomo Y Herança Restrita ao sexo Localização do gene Herança Ligada ao Sexo Recessiva Heredograma característico 1. Mais homens que mulheres afetados; 2. Mães afetadas terão todos os filhos homens afetados. XhXh XhY XhY XhY XhY XhY Herança Ligada ao Sexo Dominante Ex: Raquitismo Hipofosfatêmico – Distúrbio no metabolismo do fosfato que afeta a composição da matriz óssea. Genótipos: Mulher afetada: XAXA Mulher afetada: XAXa Mulher normal: XaXa Homem afetado: XAY Homem normal: XaY Herança Ligada ao Sexo Dominante Heredograma característico 1. Mais mulheres que homens afetados; 2. Pais afetadas terão todas as suas filhas afetadas. XAY XAX_XAX_ XAX_ Herança Restrita ao Sexo Só ocorre em homens Genótipos: Homem afetado: XY* Homem normal: XY (*) presença do gente mutante no cromossomo Y. Ex: Hipetricose auricular – Crescimento demasiado de pêlos nas orelhas. Herança Restrita ao Sexo Heredograma característico 1. Somente homens afetados; 2. Pais afetadas terão todas os filhos homens afetados. XY* XY* XY* XY* XY* Característica do heredograma 1. Pais iguais com algum filho(a) diferente. 2. Homens e mulheres afetados em quantidades não discrepantes. 1. Muito mais homens do que mulheres afetados. 2. Mães afetadas possuem todos os meninos afetados. Herança autossômica Pais iguais são normais e o filho(a) diferente é afetado(a). Pais iguais são afetados e o filho(a) diferente é normal. Dominante Recessiva Ligada ao sexo recessiva 1. Muito mais mulheres do que homens afetados. 2. Pais afetados possuem todas as meninas afetadas. Ligada ao sexo dominante 1. Somente homens afetados. Restrita ao sexo Tipo de herança relacionada ALTERAÇÕES CROMOSSOMAIS Tomemos como ponto de partida a não disjunção do par de cromossomos sexuais XX de uma mulher. Gameta xx xx O Não- disjunção Gameta xx xx O O Y x Y x XXY (Síndrome de Klinefelter) XXX (Trissonia do X) YO (Não Viável) XO (Síndrome de Turner) Formação de gametas Possibilidades na fertilização Genótipos e Fenótipos ou ou x x x x PADRÕES DE HERANÇA NA ESPÉCIE HUMANA • Estudo de características genéticas humanas, obstáculos: • Não são possíveis reproduções controladas. • Tempo longo de geração. • Tamanho pequeno das irmandades. •Padrão de herança dominante autossômica monogênica (alelo raro) • Indivíduos afetados são filhos de pai ou mãe com a mesma anomalia. • Os afetados geram filhos normais e afetados na mesma proporção. • Afeta ambos os sexos igualmente. • Indivíduos normais gerados por um afetado não transmitem a anomalia. • Neurofibromatose • manchas de coloração “café com leite” na pele e tumores neurofibromatosos • Gene: 17q11.2 350 kb; mRNA de 11 to 13 kb contendo 59 exons. • Esclerose lateral amiotrófica • Defeito no gene da enzima superóxido dismutase • Sua função é degradar radicais livres superóxido. • Hipercolesterolemia familiar • Defeito no receptor de LDL • LDL transporta o colesterol para dentro da célula •Com o receptor defeituoso, ocorre acúmulo de colesterol na corrente sangüínea. • Padrão de herança recessiva autossômica monogênica •O pai e a mãe dos afetados quase nunca têm a anomalia. •A anomalia afeta indivíduos de ambos os sexos na mesma proporção. •Os genitores de um afetado têm probabilidade de 25% de gerar outro filho afetado. •De um casal de afetados nascem apenas filhos afetados, enquanto que de casais constituídos deum afetado e outro normal nascem, em geral, indivíduos normais. •A proporção de casais consanguíneos entre os genitores de afetados é mais alta do que da população. • Padrão de herança dominante monogênica ligada ao cromossomo X • Homens afetados casados com mulheres normais só transmitem a heredopatia para suas filhas. • Os casais de homens normais e mulheres afetadas terão filhos e filhas normais e afetados em proporções iguais. • A frequência de mulheres afetadas é o dobro daquela de homens afetados. • Padrão de herança recessiva ligada ao cromossomo X • Os afetados são quase sempre filhos de genitores sem a anomalia. • Indivíduos com a anomalia são quase sempre do sexo masculino. • Mulheres normais, heterozigotas, casadas com homens normais geram filhos normais e afetados na mesma proporção, porém as filhas serão normais, sendo 50% portadoras. • Padrão de herança ligada ao Y • Apenas os homens são afetados • Toda prole masculina de um homem afetado também será afetada. Gene SRY •Codifica uma proteína que se liga ao DNA •Afeta a expressão de genes que codificam a formação dos testículos. • Padrão de herança mitocondrial •Afetam igualmente homens e mulheres, mas são transmitidas apenas pelas mulheres. •Exemplo: neuropatia óptica de Leber. Heranças Autossômicas Herança Autossômica Quando o gene relacionado à herança situa-se num dos 44 cromossomos autossomos (cromossomos não sexuais). 46 Cromossomos (Total) 44 Cromossomos Autossomos 2 Cromossomos Sexuais XX (Feminino) XY (Masculino) Ser Humano Herança Autossômica Não possui relação com o sexo do indivíduo; Ocorre em igual proporção em homens e mulheres. Divide-se em dois tipos: Herança autossômica Dominante Recessiva Herança Autossômica Recessiva Expressa-se quando o indivíduo apresenta dois genes alelos recessivos. Ex: Fibrose cística – Doença genética que afeta os pulmões, pâncreas e glândulas sudoríparas. Genótipos: AA: Normal Aa: Normal aa: Afetado Herança Autossômica Recessiva Ex: Anemia falciforme – Doença genética que resulta na formação de hemácias anormais, em forma de foice, com baixa eficiência no transporte de oxigênio. Genótipos: SS: Normal Ss: Traço falcêmico ss: Afetado (Aborto) Herança Autossômica Recessiva Heredograma característico 1. Pais normais com algum filho(a) afetado(a). 2. Os pais normais serão (Aa) e o filho(a) afetado(a) será (aa). 3. Não deve haver discrepância na quantidade de homens e mulheres afetados. Herança Autossômica Dominante Expressa-se quando o indivíduo apresenta pelo menos um gene alelo dominante. Ex: Polidactilia – seis ou mais dedos nas mãos e/ou nos pés. Genótipos: AA: Afetado Aa: Afetado aa: Normal Herança Autossômica Dominante Heredograma característico 1. Pais afetados com algum filho(a) normal. 2. Os pais afetados serão (Aa) e o filho(a) normal será (aa). 3. Não deve haver discrepância na quantidade de homens e mulheres afetados. Probabilidade em Genética Grupos Sanguíneos GRUPOS SANGUÍNEOS SISTEMA ABO Hemácia Aglutinogênio A Sangue A Aglutinogênio B Sangue B Aglutinogênio A e B Sangue AB Ausência de Aglutinogênio Sangue O Aglutinogênio Molécula presente na superfície das hemácias que determina o tipo sanguíneo. Atenção! O aglutinogênio pode atuar como antígeno (corpo estranho) em certas situações. Aglutininas São anticorpos presentes no plasma sanguíneo que podem interagir com aglutinogênios, causando a lise (morte) das hemácias. Aglutinina Anti-A Aglutinina Anti-B Aglutinogênio A Aglutinogênio B Diagrama de transfusões conforme o sistema ABO O fator Rh O fator Rh é o nome dado a uma molécula que pode estar presente nas hemácias de alguns indivíduos (pessoas Rh+). Em certas situações, essa molécula (fator Rh) pode atuar como antígeno e induzir a produção de anticorpos Anti-Rh nos organismos de quem não apresentam esse fator (pessoas Rh-). O fator Rh FENÓTIPOS GENÓTIPOS Rh+ RR, Rr Rh- rr O fator Rh O fator Rh O fator Rh O fator Rh Regra de transfusão segundo o fator Rh Os verdadeiros doadores e receptores universais Eritroblastose Fetal (Doença hemolítica do recém-nascido) Fatores relacionados à sensibilização Fatores relacionados à sensibilização Sintomas no Recém-nascido • Anemia grave; • Doenças neurológicas; • Doenças cardio-respiratórias; • Morte. Tratamento • Substituição total do sangue do recém- nascido por sangue Rh- compatível; Prevenção • Realização de exames pré-natais. • Utilização de soro específico no organismo materno. Bibliografia JORDE, L. B.; CAREY, J. C.; BAMSHAD, M.J. WHITE, R. L. Genética médica. 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. STERN, Curt. Genética humana. 3 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1982. MOTTA, Paulo A. Genética Humana: aplicada à psicologia, nutrição, enfermagem e fonoaudiologia. 1. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998 BEGON, M.; HARPER, J. L.;& TOWNSEND, D. R. Ecology: individuals, populations and communities. 3ed. Blackwell Science, 1996. Imagens: https://www.google.com/imghp?hl=pt-BR Valendo 550 pontos!!!! Entrega hoje até as 21:50 Atividade manuscrita (feita a mão), ou entregue, ou fotografada ou enviada para: lucas.lecci@kroton.com.br ou (66) 98147-1475 (WhatsApp) Não se esqueça de colocar o nome, turma e semestre..... • Após uma aula de Genética Média sobre a genética do sistema ABO e fator RH, um garoto questionou seus pais sobre o tipo de sangue que possuíam. A mãe informou-lhe que o tipo sanguíneo dela era A positivo, o do pai era B negativo e o filho era O negativo. • a) Com base nestas informações ilustre um Heredograma com o genótipo e o fenótipo dos pais e do filho. • b) Qual é a probabilidade deste casal ter um filho(a) com o sangue O e fator RH positivo? “Composição Química e Organização do DNA” Introdução • Definição: • Ácido nucléico (DNA e RNA) é um tipo de composto químico, de elevada massa molecular, que possui ácido fosfórico, açúcares e bases purínicas e pirimidínicas. • Nucleosídeo: é constituído por uma base nitrogenada (citosina, adenina, guanina, timina ou uracila) e por uma pentose, a ribose (no caso do RNA) ou a desoxirribose (no caso do DNA). • Os ácidos nucléicos (DNA e RNA) são as substâncias responsáveis pela transmissão da herança biológica, são as moléculas que regem a atividade da matéria viva.... • tanto no espaço (coordenando e dirigindo a química celular por meio da síntese de proteínas - RNA).... • como no tempo (transmitindo os caracteres biológicos de uma geração a outra, nos processos reprodutivos - DNA). • Um pouco de história.... • Johann Friedrich Miescher (Suíça, 1844 - 1895); • 1868 - Estudou os componentes químicos do núcleo celular; • “...uma substância desconhecida dos químicos, rica em átomos de fósforo e de nitrogênio...” • Nucleína * http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bc/Friedrich_Miescher.jpg • Albrecht Kossel (Alemanha, 1853 - 1927); • 1885 - Estudou os componentes químicos do núcleo celular; • isolou as bases nitrogenadas do DNA e RNA (Nobel de Medicina, 1910). • Frederick Griffith (Grã-Bretanha, 1881 - 1941); • 1928 - Experiências com a bactéria Streptococcus pneumoniae (CHESTER 1901); • ... “uma substância do extrato era capaz de promover esta transformação...” • Erwin Chargaff (Ucrânia, 1905 - EUA, 2002); • 1948 - Estudou o DNA de diversos organismos e observou alguns padrões sobre a quantidade de nucleotídeos encontrados no DNA; Figuras modificadas de: Foto search Banco de Imagens, Royalty Free Imagens Publitek, Inc. - www.fotosearch.com.br • Rosalind Franklin (Grã-Bretanha, 1920 - 1958) e Maurice Wilkins (Grã-Bretanha, 1916 - 2004); • 1951 - Estudos de difração de raios X no DNA; • James Watson (EUA, 1928- ) e Francis Crick (Grã- Bretanha, 1916 - 2004); • 1953 – Estudo da composição química das bases nitrogenadas e análises de ƒ difração de raios X; • 1953 – ModeloDupla Hélice do DNA (Watson e Crick): • Duas fitas de nucleotídeos que dispostas lado a lado e ficam torcidas na forma de dupla hélice, formando uma estrutura em espiral. • As fitas são mantidas unidas pela formação de pares de bases entre as duas fitas: • Adenina pareia com Timina; • Guanina pareia com Citosina; • A presença de milhares de ligações de hidrogênio na molécula de DNA contribui para a estabilidade da dupla hélice. • 1953 – Modelo Dupla Hélice do DNA (Watson e Crick): • Cada fita é composta por unidades alternadas de fosfato e açúcar (desoxirribose). • Os átomos de carbono que compõem o açúcar de desoxirribose são numerados de 1’ a 5’. • Entre a pentose e o grupo fosfato ocorre por ligações fosfodiéster, formando pontes de fosfato entre si. • Na molécula de DNA as fitas estão pareadas com orientação oposta: uma se inicia pela extremidade 5’ e outra começa pela extremidade 3’. • 1953 – Modelo Dupla Hélice do DNA (Watson e Crick): • Cada base nitrogenada é ligada ao carbono 1’ de açúcar desoxirribose e se projeta para o interior da hélice e as cadeias de açúcar e fosfato se projetam para o exterior da hélice. • Os pares de bases empilham-se uns sobre os outros no centro da dupla hélice, dando estabilidade à molécula de DNA. Ácidos nucléicos: Composição Química •DNA e/ou RNA •‰ polímeros •„ nucleosídeos •‰ Nucleosídeos •„ Base nitrogenada •„ açucar (pentose) •‰ desoxiribose (DNA) •‰ ribose (RNA) •„ Ácido fosfórico • „ Bases nitrogenadas •‰ Púricas (São compostas por um anel pirimidínico fundido a um anel imidazólico). •„ Adenina e Guanina •‰ Pirimídicas (São compostas semelhantes ao benzeno, mas com um anel heterocíclico) •„ Citosina, Timina e Uracila • Açucares (pentoses) •‰ Desoxirribose: fórmula derivada da ribose por meio da redução da hidroxila no segundo átomo da cadeia de carbono; •‰ Ribose: carboidrato da família das aldopentoses, constituída por cinco átomos de carbono, dez de hidrogênio e cinco de oxigênio; • Ácido Fosfórico, •‰ H3PO4; • Faz as ligações entre nucleotídeos de uma mesma cadeia; Ácidos nucléicos: Composição Química: Polimerização O ácido fosfórico se une a pentose por ligações fosfodiéster, formando pontes de fosfato entre si. Ácidos nucléicos: Composição Química: Pontes de Hidrogênio • Pontes de hidrogênio • ligação química caracterizada por uma ligação covalente e uma interação do tipo dipolo-dipolo entre o hidrogênio e uma ligação covalente com o oxigênio (O), nitrogênio (N) ou flúor (F). •‰ Pares Adenina e Timina • duas pontes • Pares Citosina e Guanina • três pontes Ácidos nucléicos: Composição Química: Organização dos cromossomos • Histonas • São as principais proteínas que compõem o nucleossomo; • Têm um papel importante na regulação dos genes (condensação dos cromossomos); • São encontradas no núcleo das células eucarióticas; Ácidos nucléicos • DNA (deoxyribonucleic acid) ou ADN (ácido desoxirribonucleico) • É formado por duas fitas antiparalelas, pareadas pelas bases; • Funções...: • Conter toda a informação para a estruturação da célula de um organismo, suas funções, desenvolvimento e reprodução de forma estável; • Se replicar com precisão para que a progênie de células tenha a mesma informação genética que as células parentais; • Ser capaz de ter variabilidade (mutação e recombinação); Ácidos nucléicos DNA (deoxyribonucleic acid) ou ADN (ácido desoxirribonucleico) • Regra de emparelhamento : Ácidos nucléicos DNA (deoxyribonucleic acid) ou ADN (ácido desoxirribonucleico) • O DNA apresenta variações estruturais •Forma B (DNA-B) •-Forma mais estável (padrão) • Forma A (DNA-A) •-Variante da forma B pela redução da umidade relativa em 75%; •DNA-RNA ou RNA-RNA (dupla fita) • Forma Z (DNA-Z) •-Rotação para a esquerda •-É importante para a regulação da expressão gênica e recombinação • DNA (deoxyribonucleic acid) ou ADN (ácido desoxirribonucleico) • O DNA pode adquirir formas menos usuais • - Arranjos cruciformes •- Dobramento • Ocorre devido a presença de seqüência específicas no DNA, que levam a variações estruturais; •Importantes no processo de reconhecimento do DNA por certas proteínas e enzimas; • DNA (deoxyribonucleic acid) ou ADN (ácido desoxirribonucleico) • Células Procarióticas: O DNA se apresenta em forma circular, na qual a dupla hélice se fecha por seus extremos também presente como DNA extracromossomal (DNA de plasmídeos). • Célula Eucariótica: O DNA se encontra dentro de um núcleo e assim é mantido em compartimento separado dos outros componentes celulares. • RNA (ribonucleic acid) ou ARN (ácido ribonucléico) • É formado por uma fita simples pelas bases; • Função principal: síntese de proteínas; • Apresenta Uracila pareando com Adenina ao invés de Timina; • RNA (ribonucleic acid) ou ARN (ácido ribonucléico) • RNA mensageiro (mRNA): é responsável pelo controle e formação de uma proteínas específicas, cuja ação responderá pela manifestação do caráter hereditário codificado pelo DNA. • RNA ribossômico (rRNA): São os principais componentes dos ribossomos, que são grandes maquinarias macromoleculares que guiam a montagem da cadeia de aminoácidos pelo mRNA e tRNA. • RNA transportador (tRNA): é de menor peso molecular e tem a função de conduzir os aminoácidos específicos para a formação da molécula protéica. Composição Química: são compostos por monômeros chamados nucleotídeos. Estrutura de um nucleotídeo: Fosfato 1 Ácido Fosfórico; 1 Pentose; 1 Base Nitrogenada. Açúcar Nucleosídeo não tem o fosfato. Nucleotídeo P Pentose Base Base nitrogenada Estrutura molecular do ácido fosfórico O Pentose (Desoxirribose) Bases Nitrogenadas Adenina CITOSINAGuanina TIMINA P OH OH CH2 OH H HH H O C C C C H H H OH H N C N C C C N N C NH Adenina O Pentose (Ribose) OH Estrutura molecular do fosfato OH H H C C C C N CN O O H N N C C N C C N C N H H H H H TIMINA ADENINA PONTES DE HIDROGÊNIO Formação das pontes de Hidrogênio entre Timina e Adenina: O pareamento se dá unicamente entre a timina e a adenina por duas pontes de hidrogênio. H H C C C N CN O N H N H N C C N C C N C N H H N H H N CITOSINA GUANINA PONTES DE HIDROGÊNIO Pontes de Hidrogênio entre a Citosina e a Guanina: O pareamento se dá unicamente entre a Citosina e a Guanina por três pontes de hidrogênio. ADENINA (A) GUANINA (G) Púricas ( ) = Nitrogênio ( ) = Hidrogênio ( ) = Carbono ( ) = Oxigênio Classificação das bases nitrogenadas : Classificação das bases nitrogenadas : CITOSINA (C) Pirimídicas URACILA (U)TIMINA (T) T A Fósforo pentose Base nitrogenada Pentose (Desoxirribose) HOCH2 OH H H O C C C C H H H OH Pentose (Ribose) OH DNA e RNA ... Qual a Diferença ? NO RNA Pentose do tipo RIBOSE. NO DNA Pentose do tipo DESOXIRIBOSE. Fórmula C5 H10 O4Fórmula C5 H10 O5 Fórmula C5 H10 O5 Fórmula C5 H10 O4 As bases nitrogenadas: são adenina , citosina, guanina e uracila. As bases nitrogenadas: são adenina , citosina, guanina e timina.
Compartilhar