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GENÉTICA E CITOGENÉTICA PROFA. REGINA Y. H. MIURA EMENTA Leis de Mendel. Padrões de herança. Interação gênica. Mapeamento genético. Estrutura morfológica e molecular do cromossomo eucariótico. Alterações cromossômicas numéricas e estruturais. Sistemas de determinação do sexo.Variabilidade cromossômica e evolução. II – OBJETIVOS GERAIS Fornecer diretrizes que orientem os estudantes de Ciências Biológicas no sentido de compreender a vida como um fenômeno dinâmico e mutável ao longo do tempo, e que se perpetua graças a padrões universais de hereditariedade. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Genética 1. Conceitos básicos em genética: gene, loco gênico, cromossomo, cromossomos homólogos, alelos e a variabilidade promovida pelas mutações gênicas, genótipo e fenótipo, homozigose e heterozigose, dominância e recessividade, mitose e meiose. 2. As leis de Mendel: Breve histórico de Mendel. As características estudadas por Mendel em ervilhas. Experimentos de Mendel e representação formal das gerações (P, F1, F2) - Primeira Lei de Mendel: Estudo da herança de apenas uma característica. Proporções genotípicas e fenotípicas esperadas em F2. Aplicação do teste do qui-quadrado para análise de proporções fenotípicas. Compreensão do enunciado da Primeira Lei de Mendel. Quadro de Punett e o cálculo de probabilidades - Segunda Lei de Mendel: Estudo da herança simultânea de duas características. Proporções genotípicas e fenotípicas esperadas em F2. Definição de segregação independente. Compreensão do enunciado da Segunda Lei de Mendel. Quadro de Punett e o cálculo de probabilidades - Extensões e exceções das leis de Mendel: Combinações alélicas letais (genes letais). Alelos múltiplos (polialelia) - Herança dos grupos sangüíneos humanos (sistema ABO). Codominância e dominância incompleta. Penetrância e expressividade. Pleiotropia. Herança mitocondrial 3. Padrões de herança monogênica: Representação de cruzamentos em heredogramas. Herança autossômica dominante: padrão e exemplos de distúrbios humanos. Herança autossômica recessiva: padrão e exemplos de distúrbios humanos. Herança recessiva ligada ao X: padrão e exemplos de distúrbios humanos. Herança dominante ligada ao X: padrão e exemplos de distúrbios humanos. Cálculo de riscos: teórico e empírico. 4. Interação gênica: Interações gênicas não-epistáticas. Interações gênicas epistáticas – dominantes e recessivas. Herança quantitativa 5. Linkage e mapeamento genético: Ligação fatorial (linkage). Frequências de recombinação entre genes ligados e não ligados. Cálculo da distância entre genes ligados a partir da freqüência de recombinação. Determinação da posição relativa entre três genes em um mesmo cromossomo. Citogenética 1. Organização do DNA nos cromossomos: Histonas e nucleossomos. Nucleossomos e a fibra de 10 nm. Estrutura em solenóide da fibra de 30 nm (cromatina). Alças de cromatina e as proteínas não-histônicas. Alças de cromatina no cromossomo metafásico. Eucromatina e heterocromatina. 2. Estrutura geral dos cromossomos: Constrição primária (centrômero) e constrições secundárias. Satélite e região organizadora de nucléolo. Cinetócoro. Cromátides. Telômero. Classificação cromossômica de acordo com a posição do centrômero. Estrutura geral dos cromossomos politênicos de inseto. 3. Métodos de estudo cromossomômico: Cariotipagem. Bandamentos cromossômicos - Bandas G, Q, R e C. Hibridização in situ. 4. Alterações cromossômicas numéricas: Euploidias - Partenogênese e monoploidia em insetos; Autopoliploidias; Alopoliploidias. Não-disjunção e aneuploidias - Aneuploidias autossômicas humanas mais comuns: síndromes de Down, Edwards e Patau; Aneuploidias sexuais humanas mais comuns: síndromes de Turner e Klinefelter 5. Alterações cromossômicas estruturais: Definição de rearranjos equilibrados (balanceados) e não equilibrados. Deleções terminais e intersticiais - Síndromes humanas resultantes de deleção: síndromes do miado de gato, de Prader-Willi e de Angelman; Síndromes de Prader- Willi e de Angelman e o imprinting genômico. Inversões pericêntricas e paracêntricas; Alça de inversão e os produtos meióticos. Translocação recíproca - Emparelhamento quadrivalente e os produtos meióticos. Translocação robertsoniana - Emparelhamento meiótico e combinações cromossômicas nos gametas; Síndrome de Down por translocação robertsoniana 6. Sistemas de determinação do sexo: Sistemas XY e ZW (exemplos): definições de sexo homogamético e heterogamético. Determinação do sexo em drosófilas: proporção entre autossomos e cromossomos sexuais. Determinação do sexo em mamíferos BIBLIOGRAFIA Básica JORDE, L. B. et al. Genética médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Elsevier, 1995/2010. OTTO, P. G; OTTO, P. A.; FROTA-PESSOA, O. Genética humana e clínica. 2. ed. São Paulo: Roca, 2004. YOUNG, I. D. Genética médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. Complementar BURNS, G.W.; BOTTINO, P.J. Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. GRIFFITHS, A. J. F. Et al. Introdução à genética. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. NORA, J. J.; FRASER, F. C. Genética médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001/2012. THOMPSON, M. W.; McINNES, R. R.; WILLARD, H. F. Genética médica. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. DISCIPLINA: GENÉTICA E CITOGENÉTICA 1. Conceitos básicos em genética 2. As leis de Mendel 2.1Primeira Lei de Mendel 2.2 Segunda Lei de Mendel 3. Extensões e exceções das leis de Mendel 4. Padrões de herança monogênica 5. Interação gênica 6. Herança quantitativa 7. Linkage e mapeamento genético NP1 Citogenética 8. Organização do DNA nos cromossomos 9. Estrutura geral dos cromossomos 10. Métodos de estudo cromossômico 11. Alterações cromossômicas numéricas 12. Alterações cromossômicas estruturais 13. Sistemas de determinação do sexo NP2 CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO NP1 e NP2: 10,0 (questões testes e discursivas) 12 testes (0,5 cada → total 6,0) 2 dissertativas (que podem conter letras a, b, c, .... → total 4 pontos) - Nas provas podem cair questões relacionadas às aulas práticas - NP2 pode ser cobrado conteúdo a definir da NP1. - SUB e EXAME: 10,0 (só questões discursivas, matéria toda) - resenhas À MÃO de artigos, em português e em inglês, relacionados à genética ou citogenética → pontos de AACC - Só faltem quando realmente for necessário. É de responsabilidade do aluno fazer controle de suas faltas. ** Frequência obrigatória em cada disciplina de 75% das aulas dadas e demais atividades programadas 21 Fev Conceitos básicos em genética 28 Fev RECESSO 07 Mar 1ª Lei de Mendel e 2ª Lei de Mendel 14 Mar Extensões e Exceções das Leis de Mendel. Padrões de herança monogênica 21 Mar Aula prática: mitose e meiose e tipagem sanguínea 28 Mar Interação gênica, Herança quantitativa 04 Abr NP1 11 Abr Mapeamento genético. 18 Abr Níveis de organização do DNA nos cromossomos 25 Abr Aspectos estruturais gerais dos cromossomos. Cariotipagem e análise cromossômica 02 Mai Alterações cromossômicas numéricas e Alterações cromossômicas estruturais 09 Mai Sistemas de determinação do sexo 16 Mai Aula prática: Estudo da cromatina sexual e Montagem de cariótipo humano 23 Mai NP2 30 Mai Plantão 06 Jun SUB 13 Jun Exame 20 Jun Plantão 27 Jun REVISÃO MÓDULOS Datas de provas a confirmar DIVISÕES DA GENÉTICA Genética mendeliana ou genética clássica – princípios básicos da genética e transmissão de características de geração para geração; relação entre cromossomos e a herança; o arranjo dos genes nos cromossomos; mapeamento de genes – foco no indivíduo, como ele herda e transmite seus genes para a próxima geração. Genética molecular – natureza química do gene; como a informação genética é codificada, replicada e expressa; replicação, transcrição e tradução; regulação da expressão gênica – o foco é a estrutura, organização e função do gene. Genética de populações– composição genética de grupos da mesma espécies (populações); mudanças na composição ao longo do tempo. Genômica – conhecimento da sequencia do genoma de vários organismos. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA GENÉTICA – ESTUDO DOS GENES, ESTUDO DA HERANÇA. CITOGENÉTICA – ENFOQUE CITOLÓGICO DA GENÉTICA, ESTUDOS MICROSCÓPICOS DOS CROMOSSOMOS. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Gene Cromossomo Cromossomos homólogos Lócus gênico Alelos Genótipo Fenótipo Homozigoto Heterozigoto Alelo dominante Alelo recessivo Alelos codominantes CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Gene - segmento de DNA composto de uma região transcrita e uma sequência regulatória que possibilita a transcrição. - sequência nucleotídica necessária e suficiente para a síntese de um peptídeo ou de uma molécula de RNA estável - unidade hereditária. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Cromossomo: estrutura filamentar composta de DNA e proteínas, que contém parte da informação genética da célula (genes). CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Cromossomos homólogos: cromossomos com a mesma disposição de genes – um cromossomo é de origem paterna e o outro, de origem materna. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Lócus gênico: lugar específico em um cromossomo onde um gene está situado. agctaaggcaggtacctgcatccttgttttgtttagtggatcctctatccttcaga gactctggaacccctgtggtcttctcttcatctatgaccctgaggggatggagtt ttcaagtccttccagagaggaatgtcc agctaaggcaggaacctgcatccttgttttgtttagtggatcctctatccttcaga gactctggaacccctgtggtcttctcttcatctatgaccctgaggggatggagtt ttcaagtccttccagagaggaatgtcc Alelos: formas diferentes de um gene que ocupam mesmo lugar (lócus) em cromossomos homólogos - responsáveis pela determinação de um mesmo caráter. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA - O que leva ao aparecimento de alelos diferentes? Genótipo: constituição genética (composição alélica) de um indivíduo . - representação dos alelos presentes em locos gênicos de cromossomos homólogos: Aa, MN, pp, AaBBcc. ▪ Fenótipo: manifestações externas de um genótipo específico – características observáveis de um organismo, em função do conjunto de genes (genótipo) – se manifesta como resultado de fatores genéticos e ambientais. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Homozigoto: quando o indivíduo possui um par de alelos idênticos em um mesmo lócus gênico de cromossomos homólogos; alelos iguais para um mesmo gene. Heterozigoto: quando o indivíduo possui um par de alelos diferentes em um mesmo lócus gênico de cromossomos homólogos; alelos diferentes para um mesmo gene. CONCEITOS BÁSICOS EM GENÉTICA Alelo dominante: fenotipicamente expresso com a presença de apenas uma cópia (heterozigoto) ou ambas as cópias (homozigoto). Alelo recessivo: fenotipicamente expresso apenas com a presença de ambas as cópias (homozigoto). Alelos codominantes: ambos são fenotipicamente expressos em heterozigose. MITOSE MEIOSE MITOSE E MEIOSE MITOSE E MEIOSE