Aula 5 - Genética molecular

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Dr. Cleto Kaveski Peres 
 
Desenvolvimento Rural e Segurança Alimentar - 
UNILA 
 O DNA e a Hereditariedade 
 Pergunta inicial: o material genético é o DNA ou 
proteínas? 
 Proteínas: enorme diversidade e especificidade 
 DNA: estruturas simples mas presentes no núcleo 
 
 Experimento em 1920: corante que se liga no DNA 
⇨ quantidade duas vezes maior nas céls somáticas 
do que nas reprodutivas 
 Experimento em 1952: 
marcação de Proteínas e DNA 
virais 
 Conclusão: o DNA é 
responsável pelo informação 
 A estrutura do DNA 
 Modelo de Watson e Crick 
 Características resumem a arquitetura do DNA: 
 Uma hélice dupla fita 
 Diâmetro uniforme 
 Destra 
 Antiparalela 
 Pareamento sempre de A com T e C com G 
 O modelo tinha que ser capaz de efetuar 4 funções: 
 Armazenamento de toda a informação genética ⇨ 
milhões de nucleotídeos 
 Deve ser susceptível a mudanças na informação 
(mutações) ⇨ trocas de nucleotídeos 
 Deve ser replicado precisamente no ciclo celular ⇨ 
complementação das bases 
 De ser expresso em um fenótipo ⇨ ?? 
 Replicação do DNA 
 Replicação é semi-conservativa 
 Necessidades para o processo: 
 DNA, que serve de molde 
 Os 4 desoxirribonucleosídeos trifosfatados (dATP, dGTP, 
dCTP e dTTP) 
 A enzima DNA polimerase 
 Fonte de energia 
Posteriomente: Mecanismos de 
revisão e reparo 
 E como o DNA influencia nas células?? Como o 
DNA determina as características??? 
 O DNA é composto por vários GENES 
 Genes ⇨ Proteínas (polipeptídeos) 
 
 Fluxo da informação: 
 Transcrição 
 Tradução 
 Dogma central ⇨ fluxo unidirecional da informação 
 Caso de alguns vírus ⇨ transcrição reversa 
 Caminho do gene a Proteína 
 Transcrição ⇨ qual a relação de uma sequência 
específica do DNA e a sequência de aminoácidos? 
 O código genético 
 Trincas de mRNA (códons) codificam os aminoácidos 
 O tRNA e o anticódon 
 Tradução 
 Ocorre pelo acoplamento de 3 classes de RNA: 
mensageiro, ribossômico e transportador 
 3 fases: 
 Iniciação 
 Alongamento 
 Término 
 Proteína formada… mas o que isso tem a ver com a 
característica?? 
 
 Características são determinadas pelas proteínas 
⇨ enzimas, fatores de transcrição, proteínas 
estruturais… 
 Um gene uma característica em alguns casos 
 Fenótipos intermediários 
 Muitos alelos para o mesmo gene 
 Controle por vários genes 
 Genes de mitocôndrias e cloroplastos 
 Interferência do ambiente na expressão 
 Mutações 
 Precisão da replicação depende do correto 
pareamento das bases 
 Se o erro ocorre no DNA ⇨ consequências maiores 
 Em multicelulares ⇨ dois tipos gerais: 
 Mutações somáticas 
 Mutações na linha germinativa 
 Pontuais ou cromossômicas 
 Durante a replicação: substituições, inserções ou 
deleções 
 Exemplo: 
 THE CAT ATE THE FAT RAT 
 Inserção: 
 THE CAT YAT ETH EFA TRA T 
 Deleção: 
 THE CAxA TET HEF ATR AT 
 Mutações são a matéria prima da evolução!! 
 
 Mutações podem ser espontâneas ou induzidas 
 Espontâneas ⇨ maquinaria não é perfeita 
 Induzidas ⇨ quando causada por um agente 
externo (p.ex. agentes químicos) 
 
 
 
 Mutações induzidas por produtos químicos 
 Ex.: benzopireno 
 Câncer: uma alteração genética causada por 
mutação de células somáticas 
 Características ⇨ céls que não respondem a 
controles externos (hormônios) e dividem-se 
continuamente 
 Dois grupos de genes controlam a divisão celular 
⇨ oncogenes e genes supressores de tumor 
 Ex.: acelerador e freio de carro 
 Benignos vs. Malignos 
 Divisão celular 
 Células se dividem: reprodução (nos unicelulares) 
ou manutenção dos tecidos (multicelulares) 
 4 eventos para que ocorra divisão celular: 
 Sinal reprodutivo (interno ou externo) 
 Replicação do DNA 
 Segregação do DNA 
 Citocinese ⇨ separação das céls novas por uma 
membrana 
 Ciclo celular 
 O DNA e os Cromossomos 
Em céls diplóides: 2 
cromossomos homólogos, um 
do pai outro da mãe 
 A divisão celular ocorre por Mitose ou Meiose 
 Mitose ⇨ ocorre na maioria das céls ⇨ separa o 
material genético nos 2 novos núcleos 
assegurando que tenham exatamente a mesma 
informação genética 
 Meiose ⇨ ocorre nos gametas ⇨ gera diversidade 
embaralhando o material genético ⇨ novas 
combinações 
 Mitose: 
 
 Mitose: continuação… 
 
⇨ Citocinese 
 Meiose e a reprodução sexuada 
 Característica dos Eucariotos 
 Intercâmbio de informação 
 Um cromossomo paterno + um materno ⇨ 
diferentes dos pais e entre si 
 Alternância entre meiose e fecundação 
 3 funções da meiose: 
 Redução do n de cromossomos (de diplóide para 
haplóide) 
 Garantir que cada cél possua um conjunto completo de 
cromossomos 
 Promoção da diversidade 
 2 divisões (meiose I e meiose II) mas uma única 
replicação 
 Produção de 4 céls 
 Meiose (meiose I) 
 Meiose (meiose II)