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Introdução à Genética A genética é a ciência que estuda a hereditariedade e as características transmitidas de pais para filhos. É uma área fundamental do conhecimento que nos ajuda a compreender a vida em nível molecular, desde a estrutura do DNA até a expressão dos genes e o funcionamento dos organismos vivos. Nesta introdução, você aprenderá os conceitos básicos da genética, sua importância e suas principais aplicações no mundo moderno. O que é Genética? Definição Áreas de Atuação Objeto de Estudo A genética é a ciência que estuda a hereditariedade, ou seja, a transmissão de características de uma geração para a outra. Ela investiga os mecanismos pelos quais os seres vivos transmitem suas características físicas, biológicas e comportamentais aos seus descendentes. O objeto de estudo da genética são os genes, sequências de DNA que carregam informações hereditárias. Os genes determinam as características dos organismos, desde a cor dos olhos até a predisposição a certas doenças. A genética se divide em diversas áreas, como a genética clássica, a genética molecular, a genética populacional e a genética médica. Cada uma dessas áreas possui suas próprias metodologias e aplicações, contribuindo para um entendimento mais amplo dos processos biológicos. Importância da Genética Compreensão da Vida Diagnóstico e Tratamento de Doenças Aplicações Biotecnológicas A genética é fundamental para entender os mecanismos básicos da vida, desde a replicação do DNA até a expressão dos genes. Esse conhecimento nos ajuda a compreender a origem, a evolução e a diversidade dos seres vivos. A genética médica tem revolucionado a medicina, permitindo o diagnóstico precoce de doenças genéticas e o desenvolvimento de terapias gênicas personalizadas. Isso melhora a qualidade de vida e aumenta as chances de cura para muitos pacientes. Os avanços da genética têm impulsionado a biotecnologia, permitindo a modificação de organismos para fins industriais, agrícolas e ambientais. Isso inclui a produção de medicamentos, a criação de culturas mais resistentes e a biorremediação de áreas contaminadas. Estrutura do DNA 2 3 Dupla Hélice Informação Genética O DNA é composto por unidades básicas chamadas nucleotídeos, que contêm uma base nitrogenada (adenina, timina, citosina ou guanina), um açúcar (desoxirribose) e um grupo fosfato. Os nucleotídeos se organizam em duas fitas paralelas, formando a estrutura em dupla hélice do DNA. As bases nitrogenadas de uma fita se pareiam com as da outra fita, mantendo a estrutura estável. A sequência específica de pares de bases ao longo do DNA carrega a informação genética, que é responsável pelas características hereditárias dos organismos vivos. Nucleotídeos1 Cromossomos e Genes 3 2 4 Cromossomos Codificação Genética Genes Expressão Gênica A sequência de nucleotídeos nos genes determina a sequência de aminoácidos nas proteínas, estabelecendo a relação entre a informação genética e as características dos organismos. Os cromossomos são estruturas presentes no núcleo das células que contêm o DNA. Cada espécie possui um número característico de cromossomos, organizados em pares homólogos. Os genes são segmentos específicos de DNA que carregam as informações necessárias para a síntese de proteínas, as moléculas responsáveis pela maioria das funções celulares e biológicas. A expressão dos genes, ou seja, a transcrição da informação genética em proteínas, é fundamental para o desenvolvimento, o crescimento e a manutenção da vida. 1 Herança Genética 1 2 3 Segregação Combinação Quando os gametas se unem durante a fecundação, os alelos parentais se recombinam, gerando a diversidade genética observada na prole. Durante a formação dos gametas (óvulos e espermatozoides), os alelos de cada par são separados, de modo que cada gameta receba apenas um alelo de cada gene. Cada indivíduo herda uma cópia de cada gene dos seus pais, formando um par de alelos que determina suas características. Genes Parentais Mutações Genéticas Mutações Pontuais Mutações de Deslocament o Mutações Cromossômicas Mutações Epigenéticas Alterações em um único nucleotídeo da sequência de DNA, podendo gerar substituições, deleções ou inserções de bases. Adição ou remoção de um número de nucleotídeos que não seja múltiplo de três, causando alterações na leitura do código genético. Alterações na estrutura ou no número de cromossomos, como deleções, inversões, translocações e duplicações. Modificações na expressão dos genes sem alteração da sequência de DNA, como metilação e acetilação de histonas. Aplicações da Genética Medicina Genética Agricultura e Pecuária Forensia e Identificação Evolução e Ecologia Biotecnologia Diagnóstico e tratamento de doenças hereditárias, terapia gênica, farmacogenética. Melhoramento genético de plantas e animais, produção de organismos geneticamente modificados. Análise de DNA para identificação de indivíduos, investigação criminal, paternidade. Estudo da diversidade genética, filogenia, adaptação e evolução de espécies. Produção de medicamentos, biocombustíveis, biorremediação, clonagem.
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