FUNDAMENTOS DA GENETICA

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Fundamento da Genética
Aula 1 Conhecendo o material genético: DNA e RNA
1. Ácidos nucleicos- nucleotídeos: São macromoléculas formadas por unidades monoméricas
menores conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeos, por sua vez, é formado por três
partes:
○ Grupo fosfato:É o radical fosfato, também chamado grupo fosfato, que confere à
molécula de DNA as características ácidas. É formado por um átomo de fósforo que se
encontra ligado por 3 ligações simples a um átomo de oxigênio (O) e a duas moléculas de
óxido de hidrogênio (OH).
○ Base nitrogenada: As bases nitrogenadas são compostos químicos que possuem
nitrogênio em sua composição. Elas, juntamente com um açúcar e um ácido fosfórico,
formam o ácido ribonucleico (RNA) e o ácido desoxirribonucleico (DNA), encontrados
nas células dos seres.
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○ Bases Purinas: guanina e adenina
○ Bases Pirimidinas: timina, citosina e uracila
○ Pentose(Açúcar): A pentose é um açúcar composto por cinco átomos de carbono ligados,
formando uma cadeia fechada. Os açúcares presentes nos ácidos nucleicos possuem,
assim como o fosfato, função estrutural. Ligam-se ao fosfato para formar a cadeia de
nucleotídeos.
○ Pareamento das adenina- timina citosina-guanina
○ Regra de chargaff: A= T e C=G
3
Ciclo Celular
2. É o nome dado às diversas modificações que ocorrem em uma célula, desde o seu surgimento até
a sua divisão em células-filhas.
3. Interfase
○ G0: indefinidamente em interfase: é a fase do ciclo celular onde a célula permanece
indefinidamente na interfase
○ G1: síntese de estruturas: ocorre logo após a mitose. Nesse período, observa-se a síntese
de RNA, proteínas e organelas celulares, sendo considerada uma etapa de grande
atividade. A célula recupera seu volume neste momento, sendo observado um grande
aumento de tamanho celular.
○ S: duplicação do DNA:Essa preparação inclui a duplicação do DNA, a divisão dos
centríolos e a produção de proteínas
○ G2: acúmulo de energia e checagem e reparo do DNA:"observa-se o acúmulo de energia
necessária para a realização da divisão celular. Além disso, ocorre a verificação da
duplicação dos cromossomos e de possíveis danos no DNA reparados. É também nesse
momento que a tubulina, necessária para a formação dos microtúbulos, é sintetizada."
4. Mitose
○ Divisão Celular: "É um processo de divisão celular em que a célula-mãe dá origem a duas
células-filhas, com mesmo número de cromossomos da célula que as originou. Esse
processo pode ser dividido, didaticamente, em cinco etapas, as quais ocorrem
continuamente. Veja, a seguir, as etapas da mitose:"
○ Prófase: observa-se a presença dos cromossomos duplicados como duas cromátides-irmãs
unidas pelo centrômero. Inicia-se a formação do fuso mitótico, formado por microtúbulos
que partem do centrossomo e são responsáveis por garantir a movimentação dos
cromossomos durante a mitose. Nessa fase os nucléolos desaparecem.
○ Prometáfase: observa-se a fragmentação da membrana nuclear e uma maior condensação
dos cromossomos. Os microtúbulos ligam-se em regiões especiais do cromossomo
denominadas cinetocoro.
○ Metáfase: os cromossomos estão dispostos no plano equatorial da célula. Eles migram
para essa região graças à ação dos microtúbulos. Nessa etapa os cromossomos atingem o
maior grau de condensação.
○ Anáfase: as cromátides-irmãs separam-se e migram para cada polo da célula devido ao
encurtamento dos microtúbulos. Durante essa etapa, que é a mais curta de toda a mitose,
observa-se o alongamento da célula. Ao final, em cada extremidade, será encontrada uma
coleção completa de cromossomos.
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○ Telófase: os envoltórios nucleares são reconstruídos, dando origem a dois núcleos. O
nucléolo também reaparece, e os cromossomos descondensam-se. Os microtúbulos do
fuso desaparecem."
5. Meiose é um processo observado na formação dos gametas, verificando-se o surgimento de
células com metade do número de cromossomos. Essa redução no número de cromossomos é
fundamental para a manutenção do número de cromossomos de uma espécie, pois os gametas, ao
se fundirem na fecundação, unem seu material genético.
○ Ocorre em células gaméticas(espermatozoide e óvulo nos animais)
○ Reducional: uma célula diploide(2n) dá origem á 4 células haploide(n)
○ Meiose I: crossing-over e separação dos cromossomos homólogos (pares)
○ Meiose II: separação das cromátides irmãs e formação de quatro células haploides (n).
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Alterações cromossômicas
● Aberrações cromossômicas podem ser
○ Numéricas : são aquelas em que há adição ou subtração de um ou mais cromossomos no
cariótipo. E ocorre na anáfase da meiose(não disjunção). E as aberrações numéricas em
cromossomos sexuais causam síndromes.
○ Estruturais: durante a interfase os cromossomos são mais vulneráveis. As aberrações que
não modificam a quantidade de cromossomos de uma célula, mas determinam o
aparecimento de cromossomos anormais
● Numéricas
○ Aneuploidia: alteração em números + ou - de um 1 cromossomo
○ Euploidia: alteração em números + ou - de todos os cromossomos
● Estrutural
○ Quebra cromossômica
○ Reconstituição com uma combinação anormal
○ Deleção: quebra de fragmentos cromossômicos
○ Duplicação: duplicação de segmentos de DNA
○ Inversão: a parte quebrada do cromossomo une-o novamente, após o giro de 180º
○ Translocação: troca de segmentos cromossômicos de cromossomos não homólogos
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Morfologia dos cromossomos
6. O estudo morfológico dos cromossomos, mostra que existem no núcleo dois exemplares idênticos
de cada cromossomo onde se apresentam em pares chamados cromossomos homólogos.
Ploidia
7. É o termo designado para definir o conjunto numérico completo de cromossomos de uma
determinada célula
○ Haploide (n): 1 conjunto cromossômico
○ Diploide (2n): 2 conjunto cromossômico
○ Triploide(3n): 3 conjunto cromossômico
○ Tetraploide (4n)/poliploide: 4 conjunto cromossômico
7
Aula 2 expressão gênica: Transcrição e tradução
8. RNA não posso fita complementar, porem mantem a mesma estrutura química de uma fita de
DNA. Existem 3 tipos:
○ RNAm: mensageiros:é um tipo de ácido nucleico. Ele transmite as informações que
partem do nosso código genético (DNA) e as leva para os ribossomos, auxiliando a
identificar quais os aminoácidos e qual a sequência que devem compor as proteínas
○ RNAr: ribossômico:Ele possui o maior peso, sendo o principal responsável pela síntese
de proteínas. RNA Mensageiro (RNAm): junto ao RNA ribossômico, ele auxilia na
síntese de proteínas, orientando a ordem dos aminoácidos para a formação proteica.
○ RNAt: transportador:Esse RNA é assim chamado porque ele é o responsável por
transportar os aminoácidos que serão utilizados na formação das proteínas até os
ribossomos, onde haverá de fato a síntese das proteínas.
Gene
● unidade fundamental da hereditariedade. Sequência de nucleotídeos (DNA) capazes de codificar
um RNA, e se esse for um RNAm, codifica uma proteína. É uma parte do DNA ou RNA que
controla determinada característica como:
○ Cor de pele
○ Cor dos olhos
○ Gene procarionte
○ Gene eucarionte:
Transcrição
9. A transcrição é o nome que se dá
a formação de RNa a partir de uma fita de DNA, havendo uma cópia das informações contidas no
DNA para o RNA
○ 1º Iniciação: RNA polimerase se monta no promotor e inicia transcrição.
○ 2º Alongamento: a enzima se move deselicoidização do DNA e formando a bolha de
transcrição
○ 3º Término
8
RNAm em eucariontes- processamento do pré-RNAm
10. Em eucariontes antes de ficar pronto para radução, o pré RNAm passa por um processo cp, a
retirada dos introns, adição da CAP na extremidade 5´ e adição da cauda poli-A na extremidade
3´
Aula 3
Genética Mendeliana: Primeira e Segunda Lei de Mendel
Genótipo
11. É a constituição genética de um organismo. Originar uma característica a partir dos genes. O
genótipo possui informações para produção de proteínas que por sua vez são produzidas e o
funcionamento dela vai gerar as características do organismo essas características físicas
observáveis são chamadas de fenótipo.
○ Tipo de cabelo
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○ Tipo de sangue
○ Formato daorelha
○ Formato do nariz
○ É hereditário
Fenótipo ou traço
● São as características observáveis no organismo, podem ser tanto características relacionadas a
aparência , como características fisiológicas e comportamentais. Fenótipo = característica
evidente. Mas pode ser não evidente também em alguns casos.
○ Olhos castanhos
○ Cabelos escuros
○ Tipo sanguíneo
○ Pode ser alterado pelo meio
Fórmula Fenótipo = genótipo + ambiente.
Indivíduos homozigotos
● São aqueles que possuem alelos iguais de um mesmo gene..
○ AA. aa. BB.bb. CC.cc…..
Indivíduos heterozigotos
● São aqueles que possuem alelos diferentes de um mesmo gene..
○ Aa. Bb. Cc…..
Alelos
● São as formas variadas de um mesmo gene.
○ Alelos letais: são alelos que podem ocasionar a morte de seu portador.
○ Alelos múltiplos: são 3 ou mais alelos diferentes para um mesmo lócus.
○ Cariótipo: conjunto de cromossomos de uma determinada espécie.
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○ Alelo recessivo: só vai se manifestar quando ele estiver em dose dupla, ou seja
homozigote -» aa.bb.cc….
○ Alelo dominante: se expressa tanto quando está em dose dupla(homozigose), como
quando está em dose simples, isto é em heterozigoze.-» AA. Aa. BB.Bb. CC.Cc….
Gene
● É uma parte do DNA ou RNA que controla determinada característica como:
○ Cor de pele
○ Cor dos olhos
Genoma
● Conjunto haploide(n) de genes, típicos da espécie, em uma célula.
○ Ser humano = 23 cromossomos
○ Genoma da mulher = 22A + X
○ Genoma do Homem = 22A + X ou 22A + Y
Perístase
● É um termo genérico que é sinônimo de meio ambiente. Fenótipo= genótipo + influencia do meio
○ Cor de pele
○ Cor dos olhos
Lócus gênico
● É o local ocupado pelo gene em cromossomos homólogos e que determina o mesmo caracter.
Cariótipo
● Conjunto de diploides da célula recebido dos pais na na fecundação.
○ Cariótipo mulher: 44 A+ XX
○ Cariótipo homem: 44 A+ XY
○ A simboliza os cromossomos autossômicas e X e Y os cromossomos sexuais
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Exercício
Relacione os conceitos dos verbetes, utilizados na genética.
○ 1. Genótipo (3) expressa-se mesmo em heterozigose.
○ 2. Fenótipo (5) pareiam-se durante a meiose.
○ 3. Alelo dominante (2) Cj de características morfológicas ou funcionais.
○ 4. Alelo recessivo (6) local ocupado pelos genes no cromossomo.
○ 5. Cromossomo homólogos (1) constituição genética do indivíduo.
○ 6. Locus gênico. (4) Expressa-se apenas em homozigose.
Primeira lei de Mendel
● Ou lei da segregação dos fatores determina que cada característica é condicionada por dois fatores
que se separam a formação dos gametas
○ Consequência da localização dos genes os cromossomos
○ Do comportamento durante a formação dos gametas
○ Através da meiose
Experimentos com ervilhas
● Mendel escolheu ervilhas pelos seguintes motivos
○ Planta fácil, cultivo e desenvolvimento em curto período
○ Produção de muitas sementes
○ Rápido ciclo reprodutivo
○ Facilidade de controlar a fecundação das plantas
○ Capacidade de realizar auto fecundação
Seus experimentos analisaram sete características das ervilhas:
1. Cor da flor
2. Posição da flor no caule
3. Cor da semente
4. Textura da semente
5. Forma da vargem
6. Cor da vargem
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7. Altura da vargem
Linhagem
● Mendel percebeu que a linhagem de sementes amarelas sempre produziram 100% dos seus
descendentes com sementes amarelas e o mesmo acontecia com as verdes.
○ As linhagens não apresentavam variações,
○ Constituindo linhagens puras
○ Mantinham suas características ao longo das gerações
Cruzamento
● Mendel realizou o cruzamento entre as linhagens puras amarelas e verdes, que constituiu a
geração parental.
○ Geração F1
○ Geração F2
Conclusão
● A cor das sementes eram determinadas por dois fatores:
○ 1º fator para gerar sementes amarelas, que é dominante
○ 2º fator para gerar sementes verdes, que é recessivo
○ Digite seu texto aqui.
Todas as características de um indivíduos são determinadas por genes que separam se durante a formação
dos gametas, sendo que, assim, pai e mãe transmitem apenas um gene para seus descendentes.
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Quadro Punnett
● É uma espécie de diagrama que permite determinar as frequências esperadas de um genótipo para
um cruzamento.
Segunda lei de Mendel
● Estabelece que cada par de alelos segregam-se de maneira independente de outros pares de alelos,
durante a formação dos gametas.
○ Formulada com bases em análises da herança de duas ou mais características ao mesmo
tempo
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Interação gênica
● É um tipo na qual dois ou mais genes atuam juntos na determinação de uma característica.
○ Interações epistáticas.
○ Interações não-epistáticas.
Epistasia ou interações epistáticas
● Alelos de gene impedem a expressão dos alelos do outro par, que podem estar presente no mesmo
cromossomo
○ Alelo epistático: é o inibidor
○ Alelo hipostático: é o inibidor
Epistasia dominante
● Ocorre quando o alelo está em dose simples, ou seja, único alelo epistático é suficiente para
causar a inibição do hipostático.
Epistasia recessiva
● Ocorre quando o alelo está presente em dose dupla. Assim, esse par de genes alelos recessivos
inibem a ação de alelos localizados e outros pares de cromossomos não homólogos.
Epistasia recessiva duplicada
● Esse tipo de interação gênica ocorre quando um par de alelos recessivos, inibe a ação de alelos
localizados em outro par de homólogos , e ao mesmo tempo, e outro par de alelos recessivos inibe
a ação de alelos de outro par de homólogos.
Interação não epistática
● Ocorre a interação de dois ou mais genes, mas nenhum alelo impede a expressão de outro (a nível
bioquímico).
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Triibidismo ou poliibridismo
● Os problemas de triibridismo ou poliibridismo se refém aos casos que dois, três, ou mais paredes
de alelos se encontram em cromossomos diferentes.
○ Aa –» monoibridismo
○ AaBb –» diibridismo
○ AaBbCc –» triibridismo
○ AaBbCcDd–» poliibridismo
○ AaBbCcDdEeFeGg–» poliibridismo
Triibidismo ou poliibridismo
● Os problemas de tribidismo ou poliibridismo se referem aos casos em que dois, três, ou mais
paredes de alelos se encontram em cromossomos diferentes.
○ Aa –» monoibridismo
○ AaBb –» diibridismo
○ AaBbCc –» triibridismo
○ AaBbCcDd–» poliibridismo
○ AaBbCcDdEeFeGg–» poliibridismo
Mutação do DNA
● Diferente das aberrações cromossômicas, as alterações de DNA podem ocorrer a nível de
nucleotídeos, e são denominadas de mutações gênicas, as mutações de DNA são passíveis de
ocorrer tanto por erros na replicação, quanto por agentes ambientais.
○ Substituição de base/mutação de ponto
○ Indel/inserção ou deleção de nucleotídeo
Consequências da mutação do DNA
○ Nenhuma/ redundÂncia do código genético
○ Alteração do código genético
○ Códon de iniciação AUG ou stop códon(UAG, UGA,UAA)
○ Região promotora
○ Região terminadora
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Mutação de ponto/substituição de base
● Uma mutação pontual é uma mutação que afeta apenas 1 nucleotídeo uma sequência de DNA. A
mudança/substituição pode levar aos seguintes resultados
○ Mutação silenciosa
○ Mutação Missense
○ Mutação nonsense
Mutação silenciosa
● Alteração da base não altera o aminoácido após tradução
● Não altera a função proteica
● Aumenta variabilidade genética
● Mutações silenciosas podem levar à diversidade genética dentro de uma população e podem ser
consideradas benéficas para uma espécie.
Mutação missense/sentido trocado
● Alteração em um único par de base causa a substituição de um aminoácido diferente na proteína
resultante.
● Pode alterar o dobramento proteico e afetar a função proteica
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Mutação nonsense/ sem sentido
● Ocorre quando um códon que corresponde a 1 dos 20 aminoácidos sofre uma mutação e passa a
codificar um códon de finalização
Mutação do tipo indel/ inserção ou deleção de nucleotídeos
● Refere-se a uma diferença de comprimento entre dois ALELOS em que é desconhecido se a
diferença foi originalmente causada por uma INSERÇÃO DE SEQUÊNCIA ou por uma
DELEÇÃO DE SEQUÊNCIA.
○ Altera a leitura na tradução
○ Altera todos os aminoácidos após a mutação
○ A montante a mutação pode ser mais grave
Heredograma
● Os heredogramas são usados para analisar o padrãode herança de uma característica particular
em uma família. Os heredogramas mostram a presença ou a ausência de uma característica no que
se refere à relação entre pais, filhos e irmãos.
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Padrões de herança
● Padrão de herança é a forma que uma característica é herdada entre diferentes membros de uma
família. Assim, um determinado traço físico, ou mesmo uma doença, segue um padrão
característico ao ser passado de uma geração para outra. Com bases nos conceitos de Mendel,
existem padrões de herança monogênica
○ Autossômica dominante
○ Autossômica recessiva
○ Ligado ao X dominante(sexual)
○ Ligado ao X recessivo(sexual)
○ Ligada ao Y (sexual)
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Penetrância
● A penetrância é um indicador quantitativo da manifestação de um fenótipo da expressão de um
alelo(variante genética). Pode ser:
○ Completa: todos os portadores da mutação têm fenótipo, o qual se manifesta de maneira
igual.
○ Incompleta: existem apenas duas variações, os indivíduos que têm a mutação e os que
não são portadores da mutação,
Expressividade
● Expressividade determina o quanto o traço afeta ou quantas características do traço aparecem no
indivíduo. Varia de completa a mínima ou pode não estar presente. Vários fatores, incluindo
constituição genética, exposição a substâncias lesivas, outras influências ambientais e idade
podem afetar a expressividade.
Penetrância como calcular
● Pode ser definida como a razão entre:
○ P: Penetrância
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○ NF: número de indivíduos que expressam um traço fenótipo relacionado ao gene
○ NG: número de indivíduos que carregam o alelo que define esse fenótipo (portador
obrigatório)
𝑃 = 𝑁𝐹
𝑁𝐺
Determinação do sexo e heranças relacionadas
● Determinação sexual é o processo biológico que determina o desenvolvimento de características
sexuais de um organismo. Ao longo da evolução da reprodução sexuada, diversos mecanismos de
determinação e regulação do desenvolvimento sexual foram sendo selecionados nas diferentes
espécies. Estes mecanismos podem ser classificados como zigóticos, maternos ou ambientais de
acordo com a origem de seu sinal de determinação sexual.
Pareamento
entre cromossomos
sexuais femininos
● Um homem tem dois cromossomos sexuais, o X e o Y. Diferentemente dos autossomos
(cromossomos não sexuais), o X e o Y não transportam os mesmos genes e não são considerados
homólogos. Ao invés de um X e um Y, uma mulher tem dois cromossomos X. Estes
cromossomos X formam um autêntico par de homólogos.
○ Corpúsculo de Barr: "Cromatina sexual, também chamado de corpúsculo de Barr, é o
nome dado ao cromossomo X inativo e condensado das células que constituem as fêmeas
de mamíferos"
○ A inativação do X é um processo:
○ Randômico: O X de origem paterna e materna têm a mesma probabilidade de serem alvos
de inativação.
○ Fixado: uma vez que um cromossomo X é inativado, o padrão de inativação é transmitido
a todos os descendentes clonais daquelas células.
○ Evento muito estável
○ Determina mosaicismo somático.
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Corpúsculo de Barr continuação
● Hipótese de Lyon: 1 dos 2 cromossomos X em cada célula somática feminina é inativado
geneticamente muito cedo na vida embrionária (por volta do 16º dia). De fato, não importa
quantos cromossomos X estejam presentes, todos, menos 1, serão inativados.
○ Células femininas de mamíferos placentários apresentam apenas um cromossomo X
transcricionalmente ativo.
○ Compensação de dose: Iguala expressão de genes ligados ao X em ambos os sexos.
○ A inativação do X se dá pelo genes XIST
○ Nas primeiras linhagens celulares o gene XIST É expresso em níveis baixos em ambos
os cromossomos X, até que ocorra a escolha do cromossomo X a ser inativado.
○ X inativo é apenas transcrito, não sendo traduzido em proteína e o RNAm produzido
envolve o cromossomo X inativo.
○ A expressão XIST determina o silenciamento dos outros genes deste cromossomo.
○ Cromossomo inativado, alguns escapam a inativação
Herança recessiva ligada ao X
● Por ser uma herança recessiva ligada ao X, o alelo recessivo deve estar presente em homozigose,
no sexo feminino, no entanto, no sexo masculino, basta apenas uma cópia, pois apresenta apenas
um cromossomo sexual X.
● Heredograma de herança recessiva (hemofilia)
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Herança dominante ligada ao X
● Por ser uma herança dominante ligado ao X, alelo dominante pode apresentar-se em homozigose
ou heterozigose no sexo feminino, que será expresso o Fenótipo. No sexo masculina, basta apenas
uma cópia, pois apresenta apenas um cromossomo sexual X.
● Heredograma de herança dominante
Aplicação de estudos
citogenéticos
● Exames de citogenética é feito para identificar e investigar possíveis alterações cromossômicas
tanto em adulto quanto em crianças
○ Número diploide
○ Determinação sexual
○ Mapeamento genético
○ Doenças
Genética quantitativa e de populações
12. Características qualitativas:
○ São controladas por um ou poucos genes.
○ Apresentam fenótipos bem definidos
○ Os genes sofrem pouca ou nenhuma influência ambiental
○ Podem ser definidas por meio de frequências fenotípicas e genotípicas
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13. Características qualitativas.
○ Ela são controladas por um grande número de genes
○ A variação fenotípica é pequena entre um indivíduos e outro
○ As características sofrem influência ambiental
○ Para serem feitas as análises, é necessário o uso de ferramentas estatísticas
14. As características quantitativas dos genes são representadas por parâmetros estatísticos.
15. No parâmetro gráfico, existem dois extremos fenotípicos e , internamente a esses dois extremos ,
há uma variação mínima entre um fenótipo e outro, o que pode ser visto por meio de uma linha
contínua que tem início no extremo mais básico e segue de forma crescente, com um fenótipo
médio representado pelo ponto mais alto da curva.
16. Genética qualitativa
○ Estuda caráter do quantitativo dos seres
○ Estuda o papel das qualidades adquiridas pelos genes
○ Estuda de forma estatística
○ Baseiam-se em características quantitativas exibidas parcialmente não genéticas( efeito
do meio)
F= Fenótipo
G= Genótipo F= G+A
A= Ambiente
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17. Genética qualitativas:
○ Precisa de amostragem grande para uma análise estatística.
Herdabilidade
● É um coeficiente genético que expressa a relação entre a variância genotípica e a variância
fenotípica
○ Mede o nível de correspondência entre o fenótipo e o valor genético
○ Influencia a próxima geração
● A função da herdabilidade no estudo genético refere-se seu papel preditivo, expressando a
confiança do valor fenotípicos como um guia para o valor genético ou o grau de correspondencia
entre o valor fenotípico e o valor genético.
● A herdabilidade pode variar de 0 a 1:
○ h2 <0,2 = influência é apenas ambiental
○ h2> 0,5 = variação fenotípica depende basicamente de
variações genéticas
○ 0,2 < h2 > 0,5 = a variabilidade depende da interação das
variações genéticas e ambientais
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Genética de populações
● O princípio de Hardy-Weiberg(1908), caso fatores evolutivos não atuem sobre uma população ,
as frequências gênicas não se alterarão, porém esse princípio só se aplica a populações teóricas,
uma vez que muitas premissa exigidas não ocorrem na natureza.
○ A- a população deve ser muito grande, de modo que possam ocorrer todos os tipos de
cruzamentos possíveis, de acordo com as leis da probabilidade
○ B- a população deve ser panmítica, isto é, os cruzamentos entre os indivíduos de
diferentes genotípicos devem ocorrer ao acaso, sem qualquer preferência
Fim do modulo!