aula_01_introducao

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Introdução à Genética
Importância
A genética é imprescindível para os 
profissionais da agropecuária
� Melhoramento Genético
Variedades mais produtivas
� Milho híbrido nas duas primeiras décadas do 
século passado
� 300% (58% genético)
� 2.010 kg/ha 1930 6.290 kg/ha 1980�
� Eucalyptus
� Anos 1960 15 m� 3/ha.ano
� Anos 2010 55 m� 3/ha.ano
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Importância
Linhagens resistentes à doenças, clima 
desfavorável, acidez, maturação precoce
Melhoramento da arquitetura da planta
� Inserção da primeira vagem
� Altura da planta
Expansão da fronteira agrícola: Soja
� Cerrado e Amazônia
Diminuição de custos
Minimização dos impactos ambientais
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Importância
Nos animais, incremento de carne e leite
� Aves
�1.360 gr/86 dias 1948 � 1.814 gr/49 dias 1981
� caipira 80 ovos/ano/ave
�melhorada 270 ovos/ano/ave
Resistência à doenças
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Importância
Produção de fármacos
� Penicilina (Penicillium chrysogenum)
� Linhagem original � 2 mg/L
� Linhagem melhorada � 20 g/L
� Incremento de 10.000 vezes!
Biotecnologia (DNA recombinante)
� Produção de insulina e de hormônios 
humanos
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Importância
Aumento populacional
Inchamento das cidades
Uso sustentável do meio ambiente
Solução: Plantas e animas cada vez 
mais produtivos e menos danosos ao 
meio ambiente!
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Introdução
Genética: estudo de dois fenômenos
� Hereditariedade
� Variação
Hereditariedade
� Iguais geram semelhantes
Variação
� Diferenças ambientais ou genéticas encontradas 
nos descendentes
� Pode ser herdável ou não
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Introdução
Variação e hereditariedade atuam em 
sentidos opostos!
� Hereditariedade � mantém as semelhanças
� Variação � gera dessemelhanças
Variação e hereditariedade se completam
� Variação permite diferenças
� Diferenças herdável � resultado positivo
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Introdução
Pode-se investigar
� Moléculas, células, organismos, populações
Calcula-se que o conhecimento dobra a cada 
10 anos.
� Biologia � 5 anos
� Genética � pouco mais de 1 ano!
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Contexto histórico
Entre 8.000 -1.000 a C
� Domesticação de animas
� Cavalos
� Camelos
� Bovinos
� Cachorros
� Seleção de plantas 5.000 a C
� Milho
� Trigo
� Arroz
� Tâmara
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Contexto histórico
Tempos da Pré-história
� Babilônios melhoravam cavalos
� Influência dos gregos: (500 - 400 a C)
� O médico grego Hipócrates de Cós percebeu que certas 
características, como a calvície e os olhos azuis, eram 
observadas em determinados grupos familiares
� Não se admitia a participação da mãe na geração 
da vida
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Contexto histórico
Idade Média
� Roma - Enxertia e cruzamentos com animais
1672 Régnier de Graaf (holandês)
� Folículos ovarianos intumescidos na época de 
reprodução
Teoria do Homúnculo (pré-formação)
� 1675 Leeuwenhoeck descobriu os espermatozoides
� Pequenos seres natantes
� duas correntes: os ovistas, homúnculo dentro do ovo; e os 
espermistas, homúnculo no interior do espermatozoide
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Contexto histórico
1759 Kaspar Friedrich Wolff
� Ao estudar o desenvolvimento de embriões em 
ovos de galinha conclui que um novo ser forma-se 
gradualmente a partir de uma massa de matéria 
viva, sem estrutura pré-formada
� Contribuições iguais dos gametas feminino e 
masculino
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Contexto histórico
Gregor Mendel – 1865
� Realizou cruzamentos com ervilhas e concluiu 
que existiam fatores hereditários transmitidos 
através das gerações (genes)
� Concluiu que os genes ocorrem aos pares 
(alelos), nas células somáticas, e individualizados, 
nos gametas, reunindo-se novamente aos pares 
no ato da fecundação
Morreu sem ter sido reconhecido
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Genética Mendeliana
Gregor Mendel (1822-1884), monge austríaco, 
é considerado o “pai da genética”.
Desenvolveu seus trabalhos com plantas de 
ervilha (Pisun sativum) observando a 
transmissão hereditária de várias 
características.
Em 1865 publicou o artigo "Experiments with 
Plant Hybrids" que foi ignorado.
A partir de 1900 vários pesquisadores 
confirmaram seus resultados.
Suas duas leis ainda hoje são base para os 
estudos genéticos.
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Genética Mendeliana
Por que ervilhas?
� Fácil cultivo em canteiros.
� Várias características contrastantes e de fácil 
observação.
� Ciclo vital curto e grande número de 
descendentes (sementes).
� Predomina reprodução por autofecundação, 
portanto linhagens naturais são puras.
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Contexto histórico
1900 – 35 anos após trabalhos de Mendel
� O holandês Hugo De Vries, o alemão Carl Correns 
e o austríaco Erich von Tschermak, trabalhando 
de maneira independente e sem conhecerem os 
trabalhos de Mendel, realizaram experiências 
semelhantes, chegando às mesmas conclusões. 
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Contexto histórico
Em 1902, Cuénot e Bateson mostraram que 
esses princípios são aplicados aos animais
Em 1910, o biólogo americano T.H. Morgan 
realizou várias experiências de cruzamentos 
com a mosca das frutas, conseguindo provar 
que os genes localizam-se nos cromossomos. 
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Contexto histórico
Pontos válidos
� matéria composta por átomos
� células são as unidades fundamentais dos 
seres
� núcleos celulares são as unidades de 
controle
� cromossomos tem papel importante na 
herança
� Material genético: DNA/RNA
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Contexto histórico
DNA/RNA – biomoléculas
� Genes - sequências de nucleotídeos
�unidades funcionais capazes de replicação, 
sofrer mutação e expressão
� Cromossomos
� conjunto de genes
� modelo procariótico
� modelo eucariótico
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Cromossomo Procariótico
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Cromossomo Eucariótico
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Generalidades
Visualização dos cromossomos
� durante divisões celulares (Mitose e Meiose)
Papel da mitose e da meiose
•Mitose – crescimento do organismo
•Meiose – produção de gametas
Número de cromossomos
� Procariotos - haploides n
� Eucariotos
� diploides 2n (na maioria das vezes)
� poliploides 4n, 8n, etc
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Generalidades
Fontes de variabilidade genética
� mutações gênicas ou cromossômicas
� recombinação por permuta genética
Informação genética
� Nucleotídeos
� Código genético
� Produção de proteínas
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Abordagens investigativas
1ª. transmissão genética
� análise de heredogramas (pedigree)
2ª. teoria cromossômicas da herança
� Cariótipos
3ª. análise molecular
� DNA recombinante
� Biotecnologia
4ª. estrutura genética de populações
� melhoramento genético das espécies
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Melhoramento Genético Clássico
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Organismos Transgênicos
 
Conceitos Gerais
• Gene: fragmento de DNA que pode ser transcrito na síntese de 
proteínas.
• Locus (Loco): local, no cromossomo, onde se encontra o gene.
• Alelos: variação de um mesmo gene (ocupam o mesmo locus 
em cromossomos homólogos).
• Homólogos: cromossomos que possuem genes para as 
mesmas características.
• Genótipo: conjunto de genes de um indivíduo.
• Fenótipo: características observáveis de uma espécie, que são 
determinadas por genes e que podem ser alteradas pelo 
ambiente.
• Fenocópia: fenótipo modificado semelhante a um existente. Ex. 
Diabetes I e II. O tipo II é uma fenocópia do tipo I, que é 
genético.
• Alelo Letal: com efeito mortal.
 
Conceitos Gerais
• Alelo Dominante: aquele que sempre que está presente se 
manifesta. 
• Alelo Recessivo: aquele que só se manifesta na ausência do 
dominante.
• Homozigoto ou Puro: indivíduo que apresenta alelos iguais 
para um ou mais caracteres. 
• Heterozigoto ou Híbrido: indivíduo que apresenta alelos 
diferentes para um ou mais caracteres.
• Alelos Codominantes: os dois alelos do gene manifestam seu 
caráter.
• Polialelia: mais de dois alelos para um mesmo caráter.
• Pleiotropia: um par de alelos determina vários caracteres.
• Polimeria: vários pares de genes determinam um só caráter.
• Epistasia: interação em que genes inibem a açãode outros não 
alelos.
 
Genealogias ou Heredogramas
sexo masculino
sexo feminino
sexo desconhecido
casamento ou cruzamento
casamento ou cruzamento 
consanguíneo
indivíduos que apresentam o caráter 
estudado
filhos ou descendentes
gêmeos dizigóticos
gêmeos monozigóticos
 
Probabilidade em Genética
Regra do “E”Regra do “E”
A probabilidade de dois ou mais eventos 
independentes ocorrerem simultaneamente 
é igual ao produto das probabilidades de 
ocorrerem separadamente.
Regra do “OU”Regra do “OU”
A probabilidade de dois ou mais eventos 
mutuamente exclusivos ocorrerem é igual a 
soma das probabilidades de ocorrerem 
separadamente.
Probabilidade é a relação entre um ou mais eventos esperados e o número de 
eventos possíveis.
P =
eventos esperados
eventos possíveis
Exemplos
Qual é a probabilidade de se obter duas faces com o número 1 jogando os dados 
simultaneamente? (1/6)x(1/6)=1/36
Qual é a probabilidade de se obter duas faces 1 ou duas faces 5 jogando os dados 
simultaneamente? (1/36)+(1/36)=2/36
 
O mesmo raciocínio se aplica 
aos problemas da genética
 Por exemplo
� Qual a probabilidade de uma casal ter dois filhos, um do 
sexo masculino e outro do sexo feminino?
� A probabilidade de uma criança ser do sexo masculino é ½ e 
de ser do sexo feminino também é de ½.
� Há duas maneiras de um casal ter um menino e uma menina
� O primeiro filho ser menino E o segundo filho ser menina
� 1/2 X 1/2 = 1/4
� OU o primeiro ser menina E o segundo ser menino
� 1/2 X 1/2 = 1/4
� Logo, a probabilidade final é 1/4 + 1/4 = 2/4, ou 1/2
� (1/2 X 1/2) + (1/2 X 1/2) = 1/2
� E OU E