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UN ID AD E 6 GENÉTICA CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA TEMA 1: Bases da Genética O surgimento da Genética • A Genética é o ramo da Biologia que estuda a hereditariedade, ou seja, os padrões pelos quais as características de um indivíduo são transmitidas de uma geração a outra. Cromossomos e hereditariedade • Os cromossomos são filamentos compactados e enovelados compostos de moléculas de DNA associadas a proteínas, onde estão as instruções para o funcionamento de cada célula e as informações hereditárias. Genes e hereditariedade • O material genético e hereditário dos seres vivos é o DNA. • Um segmento de DNA que determina a produção de uma molécula específica de RNA é chamado gene. A maioria das moléculas de RNA, por sua vez, orienta a produção de proteínas. CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA Cromossomos e divisão celular • Os genes localizam-se em regiões determinadas dos cromossomos. Um gene pode ter diferentes versões, conhecidas como alelos. • A espécie humana apresenta 23 pares de cromossomos em suas células. • Nas células diploides (2n) os cromossomos ocorrem aos pares, um recebido do pai e outro recebido da mãe. • Nas células haploides (n), como os gametas, há apenas um representante de cada par homólogo. PA U LO M A N Z I GENES ALELOS Alelo para cor púrpura Par de cromossomos homólogos não duplicados Local do gene para cor da flor Alelo para cor branca Representação esquemática da posição dos alelos hipotéticos de um gene para a cor da flor em um par de cromossomos homólogos. (Imagem sem escala; cores-fantasia.) Fonte: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. São Francisco: Benjamin Cummings, 2008. CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA TEMA 2: As contribuições de Mendel para a Genética • Mendel estudou o cruzamento de ervilhas-de-cheiro, buscando entender, por exemplo, por que a mesma planta produzia algumas sementes de cor verde e outras de cor amarela. • Ele também fez cruzamentos para observar outras características, como a altura da planta e o formato das vagens. Procedimento adotado por Mendel para fazer os cruzamentos controlados entre plantas de ervilha-de-cheiro cultivadas por ele. (Imagens sem escala; cores-fantasia.) Fonte: POSTLEHWAIT, J. H.; HOPSON, J. L. The Nature of Life. 3. ed. Nova York: McGraw-Hill, 1995. TÉCNICA DE CRUZAMENTOS CONTROLADOS REALIZADOS POR MENDEL Estigma A corola da flor é aberta, expondo suas estruturas reprodutivas As anteras são cortadas para evitar a autofecundação A semente é plantada no solo, originando uma nova planta O pólen de outra planta é transferido para o estigma dessa flor, levando à fecundação e à formação da vagem Sementes maduras Antera S A M U E L S IL VA CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA Representação esquemática de cruzamentos realizados por Mendel. No cruzamento I, uma planta “pura” de semente verde é cruzada com uma planta “pura” de semente amarela, originando apenas sementes amarelas. No cruzamento II, duas plantas de sementes amarelas geradas do cruzamento I são cruzadas, gerando sementes amarelas e verdes. (Imagens sem escala; cores-fantasia.) Fonte: GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introduction to Genetic Analysis. 9. ed. Nova York: W. H. Freeman, 2008. CRUZAMENTOS REALIZADOS POR MENDEL Planta de semente amarela Descententes produzem sementes amarelas e verdes Planta de semente amarela Cruzamento I Cruzamento II Planta “pura” de semente verde Semente verde Semente amarela Planta “pura” de semente amarela Descententes produzem apenas sementes amarelas S A M U E L S IL VA CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA Conclusões de Mendel • A cor das sementes é determinada por um par de fatores, atualmente conhecidos por alelos. • As plantas “puras”, que apresentavam dois alelos iguais para a cor da semente, são homozigotas. • As plantas geradas pelo cruzamento entre elas possuíam um alelo para semente de cor verde e outro alelo para semente de cor amarela. São heterozigotas. • Alelos que predominam sobre outros, determinando a característica, são chamados de dominantes. • Alelos cujos efeitos são ocultados pela presença de outro, são conhecidos como recessivos. Representação esquemática da relação dos alelos que determinam a cor das sementes nos cruzamentos realizados por Mendel. (Imagens sem escala; cores-fantasia.) PA U LO M A N Z I OS CRUZAMENTOS DE MENDEL E OS ALELOS Homozigotos dominantes Geração híbrida Homozigoto dominante Homozigoto recessivoHeterozigotos AA AA AA Aa 3 3 3 Aa Aa Aa Aa Aa AA Aa Aa aa Homozigotos recessivos aa aa aa 3 Plantas “puras” Cruzamento I Cruzamento II CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA TEMA 3: Hereditariedade humana Herança genética nos seres humanos • Determinadas características hereditárias humanas podem ser estudadas de maneira semelhante à de Mendel, sendo determinadas por pares de alelos. • Outras são determinadas por um gene com mais de dois tipos de alelo. Também existem heranças que possuem explicações diferentes. • Além da presença do alelo, diversos outros fatores são importantes para a expressão de uma característica. Genótipo e fenótipo • Genótipo refere-se aos tipos de alelo que formam a constituição genética de um indivíduo. • Fenótipo corresponde a uma característica ou a um conjunto de características de um indivíduo. CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA Herança dos tipos sanguíneos SISTEMA ABO Fenótipo Genótipo Hemácias Sangue tipo A IAIA ou IAi Sangue tipo B IBIB ou IBi Sangue tipo AB IAIB Sangue tipo O ii Proteína A Proteína A PA U LO M A N Z ISistema AB0 • Apresenta quatro diferentes tipos de sangue: A, B, AB e O. • O que determina o tipo sanguíneo nesse sistema é um gene, representado pela letra I. • Esse gene pode estar na forma de três alelos: IA, IB e i. • Os alelos IA e IB são dominantes em relação ao alelo i. (Imagens sem escala; cores-fantasia.) Proteína B Proteína B CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA Transfusões sanguíneas • As incompatibilidades entre tipos sanguíneos ocorrem quando o sangue que possui células com determinada proteína é doado a um indivíduo cujo sangue não as possui, o que causa a rejeição das células doadas. COMPATIBILIDADE PARA TRANSFUSÕES SANGUÍNEAS – SISTEMA ABO Grupo sanguíneo Pode receber de Pode doar para A A e O A e AB B B e O B e AB AB A, B, AB e O AB O O A, B, AB e O CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA Sistema Rh • As pessoas que têm a proteína Rh são denominadas Rh positivas (Rh+), e as que não apresentam são denominadas Rh negativas (Rh–). • Se uma pessoa com sangue Rh– recebe sangue Rh+, ocorrem aglutinações que podem causar problemas de saúde. CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA TEMA 4: A Genética nos séculos XX e XXI Organismos geneticamente modificados (OGM) • São quaisquer organismos que tenham seus genes manipulados para manifestar ou ressaltar características de interesse. • Entre os OGM estão os organismos transgênicos, nos quais o DNA de um indivíduo recebe genes de seres de outra espécie, que expressam características de interesse. • A criação dos OGM é feita pela técnica do DNA recombinante. O termo “recombinante” é usado porque, nessa técnica, o objetivo é combinar DNA de origens distintas. CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA A N G E LO S H U M A N Representação esquemática do processo de clonagem da ovelha Dolly. (Imagens sem escala; cores-fantasia.) Clonagem • Um clone é definido como um organismo geneticamente idêntico ao organismo do qual ele se originou. PROCESSO DE CLONAGEM Ovócito sem núcleo O embrião é implantado no útero de outra ovelhaOvelha doadora do óvulo Este núcleo é descartado Indivíduo a clonar (doador) CloneOvelha que gesta o clone Embrião Fusão Núcleo da célula somática Núcleo de célula somática CIÊNCIAS UNIDADE 6 GENÉTICA