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Introdução à Genética
Prof. Dr. Helder de Pádua
Objetivos da Aula
Discutir aspectos gerais da Genética da Transmissão (processo no qual as características controladas por genes são transmitidas de geração a geração);
Abordar a descoberta de que os genes estão nos cromossomos;
Explorar os fundamentos da genética molecular (o DNA codifica a informação genética, a estrutura do DNA e a expressão gênica);
Discutir questões Éticas que envolvem a Genética.
A Genética progrediu a partir de Mendel
Fundador da Genética: ramo da bilogia envolvido no estudo da hereditariedade e da variação.
O trabalho de Gregor Mendel com ervilhas foi publicado em 1866;
Transmissão previsível de características entre seres vivos.
Teoria Cromossômica da herança
Avanços em microscopia e a possibilidade de identificação dos cromossomos;
Na maioria dos eucariontes, as espécies tem um número de cromossomos característicos (número diplóide ou 2n);
Exemplo: Humanos tem um número diploide de 46 cromossomos;
Cromossomos aos pares (homólogos).
Teoria Cromossômica da herança (Final Séc. XIX)
Divisão celular: Mitose e Meiose;
Mitose: cada célula-filha recebe um conjunto diploide de cromossomos;
Meiose: as células produzidas só recebem um membro de cada par cromossômico (número haploide n). Isto garante que a prole sempre tenha um número constante de cromossomos; 
Variação Genética
Uma mosca de olhos brancos foi descoberta em um frasco com moscas normais (de olhos vermelhos);
Essa variação era produzida por uma mutação em um dos genes que define a cor dos olhos;
Mutação: modificação hereditária que permitem a variação genética;
Gene alelo: forma alternativa de gene que permite as diferenças nos aspectos observárveis (fenótipo) de um indivíduo. 
Genótipo: conjunto de genes alelos para determinada característica
Mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster);
A natureza química dos genes
Após descobrirem que os genes estão nos cromossomos, investigadores pesquisaram qual componente químico dos cromossomos carregava a informação genética;
Proteínas e DNA: principais componentes químicos das células.
Pesquisas envolvendo vírus que atacam bactérias (bacteriófagos) evidenciaram que o DNA contém a informação genética.
Durante uma infecção:
- A capa proteica do vírus permanece fora da célula bacteriana;
- O DNA viral entra na célula e dirige a síntese e a montagem de mais bacteriófagos;
- Esta é uma prova de que o DNA, e não a proteína, é o material genético.
Estrutura do DNA
Longa macromolécula, semelhante a uma escada em espiral.
Cada fita da hélice é um polímero linear formado por açucar (desoxirribose) e 4 nucleotídeos: Adenina (A); Guanina (G); Timina (T) e Citosina (C).
Os ‘degraus’ da escada são formados pelos pares: A – T; G – C. Tal complementaridade é essencial para a função gênica (replicação do DNA e expressão gênica).
Estrutura do RNA
Longa macromolécula similar ao DNA, mas com uma fita única.
Formado por um açúcar diferente (ribose) e um nucleotídeo no lugar da Timina (T), a Uracila.
A Célula
Expressão Gênica
Complementaridade de nucleotídeos como base para expressão gênica que é a cadeia de eventos que leva um gene a produzir um fenótipo;
O processo começa com a transcrição: 
1. Uma fita de DNA produz um RNA complementar;
2. O RNA (denominado mensageiro ou mRNA) se move para o citoplasma e se liga a um ribossomo;
Em seguida, ocorre o processo de tradução: 
1. O RNA orienta a síntese de proteínas responsáveis pelas atribuições das propriedades dos sistemas vivos.
Expressão Gênica
Quando uma mutação altera um gene, a função de uma proteína pode ser modificada ou alterada.
Portanto, quando há alteração em um GENÓTIPO (conjunto de genes alelos para determinada característica) o FENÓTIPO é alterado.
Exemplo: Ocorrência de doenças. 
Eritrócito falciforme e eritrócitos normais
A tecnologia do DNA revolucionou a genética, lançando novos campos de estudo.
Organismos-modelo usados desde o século XIX para estudos, inclusive sobre doenças humanas;
Desenvolvimento da Tecnologia Genética e políticas sobre seu uso.
Ética e Genética
A tecnologia e a Era da Clonagem
A partir de 1970, descobriu-se que bactérias se protegem de infecções virais mediante a produção de enzimas que clivam (cortam) o DNA do vírus.
Com seu DNA cortado, o vírus não consegue comandar a síntese de bacteriófagos.
Iniciou-se o uso dessas enzimas de restrição, pra cortar sequências específicas de de DNA de qualquer organismo, produzindo um conjunto de fragmentos de DNA reproduzíveis.
Desenvolveram-se os métodos de inserção desses fragmentos de DNA em vetores que produziam milhares de cópias (clones).
Biotecnologia
Biotecnologia e uso de organismos geneticamente modificados e seus produtos em diversas atividades (agricultura, medicina e indústria);
Algumas características geneticamente alteradas em plantas cultivadas:
- Resistência a herbicidas (milho, soja, arroz, algodão, beterraba, canola)
- Resistência a insetos (milho, algodão, batata)
- Resistência a vírus (batata, abóbora, mamão)
- Atraso no amadurecimento (tomate)
A quem pertencem os organismos transgênicos?
Genética versus Ética
O DNA é o nosso código da vida. É ele que nos faz ser quem nós somos. Faz sermos alto ou baixo, ter pele oleosa ou não, ou ter outras características que vem dos nossos antepassados. Mexer com esse código levanta questões éticas, morais, religiosas.
Considerações Finais
As pesquisas de Mendel sobre ervilheiras estabeleceram os princípios da transmisssão gênica dos genitores para a prole, que são os fundamentos da Genética;
Os genes e os cromossomos são as unidades fundamentais na Teoria cromossômica da herança;
A tecnologia do DNA recombinante possibilita que os genes de um organismo sejam encadeados e clonados;
Considerações Finais
A Biotecnologia revolucionou agricultura, indústria farmacêutica e medicina. Tornou possível a produção em massa de produtos clinicamente importantes. A testagem genética permite a detecção de indivíduos com distúrbios genéticos.
O estudo com organismos-modelo acelerou o conhecimento dos mecanismos genéticos e, conjugado à tecnologia do DNA recombinante, produziu modelos de doenças genéticas humanas.
Os efeitos da tecnologia genética na sociedade são profundos, e o desenvolvimento de políticas e leis tem retardado inovações.
Referências
ADKISON, L.R. Genética. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008.
BROWN, T.A. Genética: Um enfoque molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009.
BURNS, G. Genética. 6ª. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
GRIFFITHS, A.J.F. et al. Introdução a Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
KLUG, W. et al. Conceito de Genética. 9ª. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.
SNUSTAD, D.P. Fundamentos de Genética. 4ª. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.