AULA 1_INTRODUÇÃO_DNA_RNA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO TOCANTINS 
CURSO DE AGRONOMIA 
Prof. Dra. Liamar M. Anjos 
liamarma@yahoo.com.br 
98142-7070 
mailto:liamarma@yahoo.com.br
EMENTA 
Carga horária: 60 horas teóricas 00h prática 
Créditos: 04 Faltas: 25% 
Historia da genética; 
Conceito de Genética; 
Teoria cromossômica e natureza química do gene; 
Genética molecular; 
Cromossomos e divisão celular; 
Genética Mendeliana; 
Determinação do Sexo; 
Herança ligada ao Sexo; 
Herança extra-cromossômica; 
Ligação; 
Crossing-over e mapa genético; 
Aberração cromossômica; 
Genética de populações. 
OBJETIVO 
 
Fornecer ao aluno embasamento teórico para 
compreensão do processo de transmissão e expressão 
das características genéticas no processo evolutivo. 
 
COMPETÊNCIAS 
• Capacitar o acadêmico de agronomia para realizar 
trabalhos com melhoramento genético de plantas, 
auxiliando na aquisição dos conhecimentos para a vida 
profissional, através de exemplos aplicáveis à 
agropecuária, com ênfase nas culturas de interesse 
econômico. 
 
HABILIDADES 
• Capacitar o acadêmico de agronomia para realizar 
trabalhos com melhoramento genético de plantas, 
manejo de pragas e doenças, trabalhos com 
biotecnologia e resistência genética. 
 
MÉTODO E RECURSOS DIDÁTICOS 
 
Aulas expositivas e dialogadas. 
Estudos dirigidos. 
Exercícios práticos. 
Textos técnicos para discussão. 
 
6. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO 
PRIMEIRO BIMESTRE 
Prova 80% 
Artigos Científicos (DEBATE) 20% 
 
SEGUNDO BIMESTRE 
Prova 80% 
Apresentação de Artigos Científicos 20% 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
Introdução à genética. 
Historia da genética. 
Estrutura do DNA e do RNA. 
Genes, o Ambiente e o Organismo. 
Genes e cromossomos. 
Mitose e Meiose. 
DNA: estrutura e replicação. 
RNA: Transcrição e Processamento. 
O código genético. 
Síntese de proteínas. 
Teoria cromossômica e natureza química 
do gene. 
Lei de Mendel da segregação igual. 
Lei de Mendel da distribuição 
independente de genes. 
Herança monogênica. 
Genética qualitativa e quantitativa. 
Herança poligênica. 
Determinação do Sexo; 
Herança ligada ao Sexo; 
Padrões de herança em organelas. 
Interação de genes e epistasia. 
Marcadores moleculares. 
Crossing over. 
Frequência alélica. 
Equilíbrio de Hardy-Weinberg. 
Frequência de recombinação. 
Ligação e Mapa genético. 
Genética de bactérias, vírus e bacteriófagos. 
Genética de populações. 
Mutação. 
Aberração Cromossômica. 
GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. 9. ed. Rio Janeiro: Guanabara Koogan, 
2011. 
7 
CARROLL,S. B.; WESSLER,S. R.; GRIFFITHS, A. J. F.; DOEBLEY,J. Introdução à 
Genética - 9ª Ed. Rio de Jeneiro. Guanabara Koogan. 2001. 
7 
SNUSTAD, D. Peter. Fundamentos de genética. 4º ed. Rio de Jeneiro: Guanabara Koogan. 
2012. 
2 
RINGO, J. Genética Básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 390 p. 6 
JUNQUEIRA, L. C. V.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. 9ª. ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2012. 
12 
6. VANZELA, A. L. L.; SOUSA, R. F. de. Avanços da Biologia Celular e da Genética 
Molecular. São Paulo: UNESP, 2009. 
7 
1. BORÉM, A., CAIXETA, E. T. Marcadores Moleculares. 2ª Ed. Viçosa: UFV, 2009. 7 
7. De ROBERTIS, E. M. F. Bases da Biologia Celular e Molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2001. 
10 
1 De ROBERTIS, E. M. F. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2006. 
7 
5. Cultura de tecidos e transformação genética de plantas. Embrapa-SPI/Embrapa-CNPH. 1999. 7 
4. BORGES,O.M.R. Genética humana. 2ª Ed. Artmed. 2002. 1 
5. WALTER, B. M. T.; CAVALCANTI, T. B. Fundamentos para a coleta de germoplasma vegetal. Brasília, 
DF: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. 2005. 
2 
Bibliografia Básica 
Bibliografia Complementar 
O que é Genética?O que é Genética? 
• O termo Genética (génesis = geração) foi usado pela primeira vez em 
1905, pelo inglês Wiillian Bateson. 
 
• Genética é a ciência que estuda a transmissão das características 
hereditárias ao longo das gerações. 
 
• As características são passadas dos pais para os filhos. 
 
 
O DNA 
(ácido desoxirribonucleico), 
contem as informações 
necessárias para 
caracterizar os organismos. 
Cada célula contém cromossomos 
e os cromossomos contém genes 
A Genética é a base de nossa compreensão da EVOLUÇÃO. 
A mudança evolutiva é a consequência das 
diferentes taxas de reprodução de organismos tendo 
características herdáveis diferentes. 
Importância Importância dda a GenéticaGenética 
• Estudo de hereditariedade 
• Melhoramento de plantas 
• Engenharia genética 
• Biologia molecular 
• Estudos em biotecnologia 
• Sequenciamento de genomas 
• Desenvolver e validar marcadores moleculares 
• Estudar diversidade genética de populações 
• Estudar estrutura de populações 
• Construir mapas genéticos 
• Mapear QTLs (Locos de Características Quantitativas) 
de resistência à patógenos em população F1 
• Investigar as funções dos genes 
Importância Importância dda a GenéticaGenética 
 
Tem papel fundamental na obtenção de alimentos com 
boas qualidades nutricionais e culinárias. 
 
É a base para o melhoramento para obtenção de plantas que 
sejam menos exigentes aos defensivos/insumos agrícolas e 
por consequência menor impacto ambiental. 
 
Associado a outras tecnologias agrícolas, o melhoramento 
genético contribui para o aumento da produtividade por área 
dos grãos, frutas e fibras  Redução na área cultivada 
  Redução no desmatamento 
HISTÓRIA DA GENÉTICA 
• 1865 Gregor Mendel: segregação dos genes. 
– Trabalho ignorado pela comunidade científica na época. 
– Genética como ciência. 
– Padrões de hereditariedade em ervilhas. 
– Segregação obedeciam a regras estatísticas simples. 
– Alelo como unidade fundamental da hereditariedade. 
• 1900 Redescoberta das conclusões de Mendel. 
– Independentemente por 3 pesquisadores 
 
• 1930 Morgan: Cromossomos de moscas da fruta. 
 
• 1950 Watson & Crick: Genes são no DNA. 
– Os ácidos nucleicos estão contidos no DNA. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ervilheira
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estat%C3%ADstica
Descoberta da Genética 
Nascimento: 1822-1884 (62 anos) 
Nacionalidade: Autríaco 
Atuação: Biologia e Genética 
 
Cruzamentos com ervilhas 
Por volta de 1986, Gregor Mendel postulou 
duas Leis que serviriam como ponto de partida e 
até hoje são a base do estudo da hereditariedade. 
Gregor Mendel 
O que é um organismo eucariótico? 
 
• São organismos com células eucarióticas. Possui 
núcleo verdadeiro com membrana nuclear que 
protege o material genético. 
 
Genoma 
• Em eucariotos, equivale ao grupo de cromossomos do 
conjunto haplóide (n) de um organismo. 
– Complexidade da estrutura gênica. 
 
– Um mesmo gene pode conter porções codificantes (exons) 
intercaladas por regiões não codificantes (introns). 
 
• Em procariotos, é toda informação genética contida nos 
cromossomos. 
– Estrutura simples dos genes. 
 
• Conteúdo total de DNA em um núcleo. 
 
DNA nuclear 
Plasmídio 
 (DNA) 
Eucariotos Procariotos 
ESTRUTURA GÊNICA de procariotos e eucariotos 
Que irá codificar proteínas 
Região codificante (CDS) 
Base Molecular da informação Genética 
• A informação genética para a síntese de proteínas pelas 
células está contida no DNA (ácido desoxirribonucleico). 
 
• Uma molécula de DNA é feita de dois filamentos enrolados 
um no outro em uma longa dupla hélice. 
 
• Cada um dos dois filamentos possuem cópias repetidas de 
açúcar (desoxirribose), fosfato numa base nucleotídica. 
 
• Bases nos nucleotídeos no DNA: 
– adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). 
 
– As ligações açúcar-fosfato são feitas nas posições 5' e 3' 
do açúcar. 
 
 
DNA E RNA 
Purinas: 2 aneis 
Pirimidinas: 1 anel 
BASES NITROGENADAS 
Pontes de hidrogênio 
Francis Crick (1916-2004 
Francis Crick & James Watson Descobriram a estrutura da molécula de DNA 
 Trabalho publicado em 1953 na revista Nature 
 Modelo de dupla hélice 
 Relação DNA - RNA – PROTEÍNA 
 Fluxo unidirecional 
 - Duplicação do DNA (replicação) 
 - Transcrição 
 - Tradução 
James Watson (1928-2018) 
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Nature
https://pt.wikipedia.org/wiki/Nature
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dupla_h%C3%A9lice
Francis Crick & James Watson 
Descobriram a estrutura 
da molécula de DNA 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico
Estrutura da molécula de DNA 
Pontes de hidrogênio 
Estudos de Francis Crick – em 1958 
DNA-polimerase é uma enzima que 
sintetiza novas moléculas de DNA. 
Taq DNA Polimerase 
Enzima termoestável isolada da bactéria 
termofílica Thermus aquaticus (72°C) 
e expressa em bactérias Escherichia coli. 
Estrutura da molécula de DNA 
• Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um 
sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogênio, 
que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos 
nucleotídeos: 
 A - Adenina 
 T - Timina 
 C - Citosina 
 G - Guanina 
 
• As pontes de hidrogênio são formadas entre os pares de 
bases: 
– A-T 
– C-G 
 
RNA mensageiro (rRNA) 
• O ácido ribonucleico (RNA) é uma molécula linear, 
constituído por uma ribose, um grupo fosfato e uma base 
nitrogenada. 
 
• Açúcar ribose nos nucleotídeos. 
 
• Uma cadeia simples de nucleotídeos. 
 
• As ligações açúcar-fosfato são feitas nas posições 5' e 3' do 
açúcar, como no DNA. Uma cadeia de RNA terá uma ponta 5' 
e uma ponta 3'. 
 
• Bases nitrogenadas: 
– adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracila (U) 
 
• A uracila (uma pirimidina), está presente em lugar da timina. 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ribose
Pareamento das bases nitrogenadas 
Tipos de alelos 
• Organismos diploide: um par de cromossomos 
homólogos nas suas células. Duas cópias do mesmo gene. 
 
• Homozigoto: organismo com 2 cópias idênticas dos genes 
(mesmo alelo)  AA ou aa 
 
• Heterozigoto: o gene possui alelos diferentes  Aa 
 
• Os alelos podem ser dominante e ou recessivo. 
Eucariotos diplóides 
• As células de organismos diplóides contêm 2 conjuntos 
completos de genes, cada um tendo contribuído por um de 
seus dois genitores através de gametas que se fundem na 
fertilização. 
 
• O organismo haplóide têm apenas um conjunto de genes em 
cada célula. 
Os espermatozoides 
e o ovócito são 
células haploides. 
Alelos em cromossomos homólogos 
O alelo recessivo expressar-se-á 
apenas nas plantas 
homozigóticas recessivas (aa) 
Alelos em cromossomos homólogos 
Loco VVIP22 
GL 14 
 Mãe 
354 340 
Pai 
354 342 
F1 82 
354 342 
F1 84 
354 
 F1 124 
354 340 
ELETROFEROGRAMA 
Após genotipagem do DNA 
 
- Extração do DNA 
- Quantificação 
- Reação PCR 
- Genotipagem 
Alelos 115 e 119 
Alelo 240 
Zigosidade refere-se a condição genética de um zigoto. 
 
A zigosidade descreve a similaridade ou dissimilaridade do DNA 
entre cromossomas homólogos em uma específica posição 
alélica ou gene. 
ZIGOSIDADE 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Zigoto
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossoma
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alelo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alelo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gene
Alelos em cromossomos homólogos 
 
Indivíduo 
Homozigoto 
Indivíduo 
Heterozigoto 
Loco 1 
 
 
 
Loco 2 
Imagem de Gel de agarose 
Segregação 
Heterozigoto x Homozigoto 
F1 
 
 
F2 
 
 
Planta de flor 
Roxa (AA) 
Planta de flor 
Branca (aa) 
X 
Ervilha: sete traços binários 
Os experimentos de Mendel 
Fenótipo x Genótipo 
• Fenótipo: Conjunto de características morfológicas, anatômicas 
e/ou bioquímicas na célula, resultante da interação do genótipo-
ambiente. 
– Os genes herdados em interação com o ambiente determinam o fenótipo. 
 
• Genótipo: Somatório de genes presentes nos cromossomos, 
determinando a constituição genética de um organismo 
(procarioto e eucarioto). 
 
– Constituição genética relativa aos alelos em um ou poucos 
locus em observação. 
 
F1 
 
 
F2 
 
 
Semente 
amarela (AA) 
semente 
verde (aa) 
X 
Cruzamento de linhas puras 
Proporção Genotípica ? 
 
Proporção Fenotípica ? 
Proporção Genotípica ? 
 
Proporção Fenotípica ? 
Proporção fenotípica - F2 3:1 
Proporção genotípica - F2 1:2:1 
3 amarelas 
1 verde 
1 homozigoto dominante 
2 heterozigoto 
1 homozigoto recessivo 
F1 
F1 
F2 
Responda no caderno 
Em alguns casos não é possível determinar se o genótipo dominante é 
homozigoto (AA) ou heterozigoto (Aa). 
 
Neste caso, para determinar qual é o genótipo, utiliza-se o cruzamento 
teste, que consiste no cruzamento do indivíduo de genótipo 
desconhecido com um indivíduo de genótipo recessivo (aa). 
 
Vermelho é dominante 
Possíveis genótipos: AA ou Aa 
 Cruzamento A Cruzamento B 
Cruzamento AA x aa Aa x aa 
Proporção 
Genotípica 
 Proporção 
 Fenotípica 
aa 
Responda no caderno 
Em alguns casos não é possível determinar se o genótipo dominante é 
homozigoto (AA) ou heterozigoto (Aa). 
 
Neste caso, para determinar qual é o genótipo, utiliza-se o cruzamento 
teste, que consiste no cruzamento do indivíduo de genótipo 
desconhecido com um indivíduo de genótipo recessivo (aa). 
 
Vermelho é dominante 
Possíveis genótipos: AA ou Aa 
 Cruzamento A Cruzamento B 
Cruzamento AA x aa Aa x aa 
Proporção 
Genotípica 100% Aa 
50% Aa 
50% aa 
 Proporção 
 Fenotípica 100% vermelhos 
50% cajus vermelho 
50% cajus amarelo 
aa 
Cor dos olhos 
• A cor preta e castanho é dominante. 
• O alelo recessivo é responsável pela cor azul. 
• Os olhos verdes, são o resultado de um meio termo entre 
os genes: um castanho com uma quantidade bem menor de 
melanina. Por isso, tão raros. 
 
3) Olhos castanhos são dominantes sobre os olhos azuis. Um 
homem de olhos castanhos, filho de pai de olhos 
castanhos e mãe de olhos azuis, casa-se com uma mulher 
de olhos azuis. Faça o quadro de Punnett e encontre o 
percentual de probabilidade para: 
 
 
 
a) Gerar filhos de olhos azuis. 
 
 
b) Gerar filhos de olhos castanhos.