Cap 1 Historico da Genetica ATUAL

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1. Histórico da Genética
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1. Histórico da Genética 
1.1. A ciência da genética
1.2. Os grandes marcos na Genética
1.3. Níveis de Análise Genética
1.4. As aplicações e impactos da Genética na sociedade
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1.4. As aplicações e impactos da Genética na sociedade
� O que trata a ciência Genética?
“Ramo da biologia envolvido no estudo da
hereditariedade e da variação”.
� Unifica a biologia e funciona como seu
centro.
(Klug, W.S., et al. Conceitos de Genética. 9 ed. 2010, Cap 1.)
1.1. A ciência da genética
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(Klug, W.S., et al. Conceitos de Genética. 9 ed. 2010, Cap 1.)
� Genética estuda o material hereditário e, este explica
tanto as diferenças quanto as similaridades entre os
organismos.
• O material hereditário faz uma ligação física entre
gerações.
� Hereditariedade: Tendência de iguais gerar iguais.
Fenômeno pelo qual os descendentes se
assemelham aos pais.
� Variação: Todas as diferenças ambientais ou
genéticas entre organismos relacionados pela
descendência.
(Ramalho, M.A.P., et al. Genética na agropecuária, 5. ed. 2012, Cap 1)
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(Ramalho, M.A.P., et al. Genética na agropecuária, 5. ed. 2012, Cap 1)
Variação
MeioMeioMeioMeio
((nãonão
herdávelherdável))
AlteraçõesAlteraçõesAlteraçõesAlterações
genéticasgenéticas
((herdávelherdável))
� Hereditariedade vs Variação
São forças antagônicas???
� Hereditariedade + Variação
Se complementam!!!
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(…) pois, se por um lado a variação permite que
haja diferenças sobre as quais atua a seleção
havendo o melhoramento e evolução, por outro
lado, o resultado da seleção só será positivo, ou
seja, será mantido, se a variação que ela atuou for
herdável.
(Ramalho, M.A.P., et al. Genética na agropecuária, 5. ed. 2012, Cap 1)
VariaçãoVariação nana corcor dosdos grãosgrãos dada
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VariaçãoVariação nana corcor dosdos grãosgrãos dada
espécieespécie PhaseoulusPhaseoulus vulgarisvulgaris..
VariaçãoVariação nana corcor dosdos grãosgrãos dada
espécieespécie ZeaZea maysmays..
1.2. Os grandes marcos na Genética 
a) O trabalho de Mendel sobre transmissão de
características
b) A descoberta da hélice dupla por Watson e Crick: a Era
da Genética Molecular
c) O desenvolvimento da tecnologia do DNA
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c) O desenvolvimento da tecnologia do DNA
recombinante: Era da Clonagem
d) O impacto da Biotecnologia: em continua expansão
e) Genômica, proteômica e bioinformática: áreas em
expansão - Projeto Genoma Humano
f) Técnica de edição do DNA – nuclease Crispr Casp9
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A) Genética é uma disciplina moderna ⇒ O 
monge Gregor Mendel, publicou seu trabalho em 
1866 e foi o idealizador da existência dos genesgenes
(fatores hereditários)(fatores hereditários) , e suas, e suas formas formas 
alternativas alternativas (alelos). (alelos). 
� Experimentos de hibridização em ervilhas!, 
realizados durante uma década.
� Mendel propôs que as características das 
ervilheiras, carregavam duas cópias (iguais ou
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ervilheiras, carregavam duas cópias (iguais ou
diferentes) de cada unidde escontinuada de 
herança (gene), separados durante a formação
de gametas.
� Estudos desconhecidos até 1900, quando
foram parcialemte duplicados (Carl Correns, De 
Vries e Tschermak).
““PaiPai dada GenéticaGenética””
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A teoria cromossômica da herança: unindo Mendel e a
meiose
Última década
sec. XIX
� Mitose
(reprodução do
conjunto
diplóide 2n
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diplóide 2n
�Meiose –
formação de
gametas n
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Foto esquemática do cariótipo humano, masculino e 
feminino.
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� Início do Sec. XX: Walter Sutton e Theodore Boveri: teoria
cromossômica da hereditariedade.
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� Variação genética com a mosca das frutas (Drosophila
melanogaster)
�� AA mutaçãomutação éé aa fontefonte dede todatoda variaçãovariação genéticagenética
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� A natureza química dos genes: DNA ou proteínas?
≅≅ 19201920 –– cientistascientistas estavamestavam cientescientes queque asas proteínasproteínas ee DNADNA
erameram principaisprincipais componentescomponentes dosdos cromossomoscromossomos..
19441944 –– AveryAvery,, MacleodMacleod ee McCartyMcCarty descobriramdescobriram queque oo DNADNA
eraera oo portadorportador dada informaçãoinformação genéticagenética emem bactériasbactérias..
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OsOs experimentosexperimentos revelaramrevelaram que,que, durantedurante aa infecçãoinfecção dodo
bacteriófagobacteriófago nasnas bactériasbactérias EscherichiaEscherichia coli,coli, aa capacapa proteícaproteíca
dodo virusvirus permaneciapermanecia forafora dada célulacélula bacteriana,bacteriana, aoao passopasso queque
oo DNADNA viralviral entraentra nana célulacélula ee comandacomanda aa síntesesíntese ee aa
montagemmontagem dede maismais fagosfagos..
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�Em menos de um século a genética progrediu de
Mendel ao DNA.
�Descoberta da estrutura do DNA e do RNA
b) A descoberta da hélice dupla por Watson e Crick: a Era 
da Genética Molecular
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�Expressão gênica: do DNA ao fenótipo
� Relação de complementariedade dos nucleotídeos:
para replicar DNA e expressão gênica
�Cadeia de eventos gene produz um fenótipo
� O Código genético e processos de formação de
proteínas
�“ Dogma central” – DNA faz RNA, que faz proteínas!!!
VáriosVários estudosestudos foramforam realizadosrealizados apósapós a a redescobertaredescoberta do do 
trabalhotrabalho de Mendel, de Mendel, masmas a a perguntapergunta, , queque nãonão queriaqueria
calarcalar era “O era “O queque sãosão osos genes?”genes?”
-- SegmentoSegmento do DNAdo DNA
-- constituídosconstituídos porpor ácidosácidos nucleicosnucleicos
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-- James Watson e Francis Crick James Watson e Francis Crick deduziramdeduziram a a maneiramaneira
comocomo osos nucleotídeosnucleotídeos estãoestão organizadosorganizados dentrodentro do DNAdo DNA
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� Proteínas e função biológica
Proteínas são produtos finais da expressão gênica.
Diversidade da própria vida
Ex.: 20 aminoácidos conhecidos; uma cadeia proteica
com 100 aminoácidos = 20100 proteínas diferentes
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com 100 aminoácidos = 20100 proteínas diferentes
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c) DNA recombinante: A Era da Clonagem
� Década de 1970
� enzimas de restrição – cortar DNA de qualquer
organismo em sequencias nucleotídicas específicas
� DNA recombinante
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� DNA recombinante
� clones
� genoma – conteúdo haplóide completo do DNA
específico de um organismo
� bibliotecas genômicas
� Origem à indústria da biotecnologia
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d) A biotecnologia
� Plantas, animais e provisão alimentar
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e) Genômica, proteômica e bioinformática e, o Projeto
Genoma Humano
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� Os projetos de genomas visam determinar as
sequências de bases (nucleotídeos) no DNA de um
organismo.
�� GenomaGenoma é a coleção de moléculas de DNA que é
característica de um organismo.
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� Sequenciamento do DNA e catalogação dos genes
� 1o genoma sequenciado: ΦX174 , em1995
� Projeto Genoma Humano - 1990: + de 3 bilhoes de
nucleotideos (2900 Mb)
� Cerca de 20 a 25 mil genes (local, estrutura e função)
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� Os estudos genéticos contam com o uso de
organismos-modelos.
� Por que os mecanismos genéticos são os mesmos na
maioria de organismos e espécies preferenciais
tinham caracterisiticas diversas adeqwuedas as
pesquisas.
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� A ciência Genética é abordada por diferentes visões:
•• DeDe umum genegene ((GenéticaGenética ClássicaClássica))
Os genes são estudados seguindo a herança de
características em cruzamentos entre linhagens diferentes
de um organismo.
•• DeDe umauma moléculamolécula dede DNADNA ((GenéticaGenética Molecular)Molecular)
1.3. Níveis de Análise Genética
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•• DeDe umauma moléculamolécula dede DNADNA ((GenéticaGenética Molecular)Molecular)
Os genes são estudados mediante isolamento,
sequenciamento e manipulação do DNA e examinando-se
os produtos da expressão gênica.
•• DeDe umauma populaçãopopulação dede organismosorganismos ((GenéticaGenética dede
PopulaçõesPopulações))
OsOs genesgenes sãosão estudadosestudados avaliandoavaliando--sese aa variabilidadevariabilidade entreentre
indivíduosindivíduos ouou gruposgrupos dede organismosorganismos� Na agricultura (ex.: melhoramento e transgênicos)
� Na medicina (ex.: Produção de insulina em bactérias
em escala industrial; terapia gênica)
� No saneamento básico (organismos selecionados
1.4. As aplicações e impactos da Genética na sociedade
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� No saneamento básico (organismos selecionados
para a despoluição de áreas contaminadas)
� Na sociedade (ex.: ajuda em decisões judiciais; na
economia de um país, indústrias. Impactos materiais,
comerciais e legais)
Os avanços na genética estão criando dúvidas éticas,
legais, políticas, sociais e filosóficas.
� Na agricultura: Melhoramento e Transgênicos
MELHORAMENTO: resistência às pragas e doenças; às
condições edafoclimáticas; arquitetura da planta; qualidade
nutricional; aspectos mercadológicos; aumento na produção.
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FIM
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