Aula DE GENÉTICA

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Aula 3: O genoma humano
Seja bem-vindo à terceira aula da disciplina Genética.
Nesta aula você verá que não existe nenhuma substância tão importante quanto o DNA. Por carregar em sua estrutura a informação hereditária que determina as estruturas de proteínas, o DNA é a principal molécula da vida. O papel essencial do DNA na genética foi estabelecido somente em meados do século XX, mas nossa fascinação pela hereditariedade remonta há vários séculos. Tudo isto porque sua forma molecular permite um número infinito de variações estruturais refletido nas variações da informação hereditária que ele transmite.
A natureza hereditária de todo o organismo vivo é definida por seu genoma que consiste em uma longa sequência de ácido nucleico que fornece a informação necessária para construir o organismo. Utilizamos o termo “informação”, porque o genoma por si só não desempenha qualquer papel ativo na construção do organismo: na realidade, é a sequência das subunidades individuais (bases) do ácido nucleico que determina as características hereditárias. Por meio de uma complexa série de interações, essa sequência é utilizada para produzir todas as proteínas do organismo no momento e local apropriados.
COMPOSIÇÃO DO GENOMA HUMANO
Contém o conjunto completo da informação hereditária para qualquer organismo.
Fisicamente, o genoma pode ser dividido em algumas moléculas diferentes de ácidos nucleicos.
Funcionalmente, pode ser dividido em genes.
O DNA
Primeiramente, é importante que você entenda que do DNA partem todos os comandos que regulam a natureza e o número de praticamente todas as moléculas celulares. Daí, a sua importância.
Um genoma consiste no conjunto completo de cromossomos de qualquer organismo em particular.
Este compreende, portanto, uma série de moléculas de DNA, cada uma contendo muitos genes.  
Então, a definição final de um genoma está na determinação da sequência de DNA de cada cromossomo. 
GENES
A primeira definição de gene como uma unidade funcional se seguiu à descoberta de que genes individuais eram responsáveis pela produção de proteínas específicas. A diferença na natureza química entre o DNA do gene e o seu produto proteico levou ao conceito de que um gene codifica uma proteína. Isso, por sua vez, levou à descoberta de um aparato complexo que permite à sequência de DNA de um gene originar a sequência de aminoácidos de uma proteína.  
Conceito de gene: A biologia celular define os genes da seguinte forma: “A sequência de DNA que contém as informações necessárias para produzir uma molécula de RNA e, se esta corresponder a um RNA mensageiro a partir dele, elaborar uma proteína”.
Um gene consiste em uma sequência de DNA que é responsável pela codificação de uma determinada proteína.  Os genes estão localizados no cromossomo que consiste em um longo segmento de DNA representando muitos genes. 
DIFERENÇA ENTRE DNA E RNA
O açúcar do DNA é a desoxiribose enquanto que o do RNA é a ribose. O DNA contém a timina e o RNA a uracil. O DNA é um filamento duplo e o RNA é um monofilamento. O DNA apresenta uma molécula longa e o RNA uma molécula curta.
DUPLICAÇÃO OU REPLICAÇÃO DO DNA
A duplicação ou replicação é o processo pelo qual uma molécula de DNA se duplica dando origem a duas moléculas idênticas à molécula inicial e envolve um conjunto de proteínas.
Este processo acontece porque ao final da divisão celular, as células-filhas herdam as mesmas informações genéticas contidas na célula progenitora e, como essa informação se encontra no DNA, essas moléculas de DNA devem se replicar.
Moléculas de RNA e processamento do RNA
O RNA ou ácido ribonucleico é uma molécula importante que, diferente do DNA, apresenta o açúcar ribose e a uracila em vez de timina.
Os principais tipos de RNA são:
RNA MENSAGEIRO(RNAm): São aqueles que codificam as proteínas e que devem ter seus códons lidos durante o processo de tradução.
RNA TRANSPORTADOR(RNAt): São aqueles que fazem a conexão códon-aminoácido, pois carregam um aminoácido específico de acordo com seu anticódon.
RNA RIBOSSOMAL(RNAr): São aqueles que fazem parte da estrutura do ribossomo, junto com diversas outras proteínas, e catalisam a ligação entre dois aminoácidos na síntese de proteínas. 
Código genético é o conjunto de todos os códons (trinca de nucleotídeos) que podem ser formados através das combinações entre os nucleotídeos U, A, C e G (64 códons no total), além de definir quais são os respectivos aminoácidos adicionados pelos códons formados.
 O CÓDIGO GENÉTICO É...
UNIVERSAL: Contém o conjunto completo da informação hereditária para qualquer organismo.
Fisicamente, o genoma pode ser dividido em algumas moléculas diferentes de ácidos nucleicos.
Funcionalmente, pode ser dividido em genes.
DEGENERADO: Existem aminoácidos que podem ser adicionados por mais de um tipo de códon (no total são apenas 20 tipos de aminoácidos para 64 códons).
OCÓDIGO GENÉTICO NÃO É...
AMBÍGUO:Existem aminoácidos definidos por diferentes códons, mas cada códon só define um tipo de aminoácido.
Tradução: é o processo que converte a informação na forma de trincas de nucleotídeos (códons) em aminoácidos, que darão origem a uma proteína. A tradução ocorre no ribossomo que é dividido em duas subunidades, uma menor e uma maior.
MUTAÇÃO E MECANISMO DE REPARO
A mutação é definida como qualquer alteração permanente na sequência do DNA genômico que seja transmitida para as próximas gerações, que não pode ser explicada por processos de recombinação e que pode resultar em perda ou ganho de funções pela célula.As mutações podem ser classificadas em três categorias.
Mutações Genômicas: Causadas pela má segregação de um par cromossômico durante a meiose, resultando em uma alteração no número de cromossomos na célula. São as mais frequentes em seres humanos.
Mutações Cromossômicas: Ocorrem com bem menos frequência do que as genômicas. Comumente são vistas nas células tumorais. Alteram a estrutura de cromossomos individuais. As translocações e as inversões são exemplos desse tipo de mutação.
Mutações Gênicas: Podem se originar por um de dois mecanismos básicos: erros introduzidos durante o processo normal de replicação do DNA ou mutações que surgiram por falha no reparo de danos ao DNA.
ATENÇÃO!!!
Tanto as mutações genômicas como as cromossômicas raramente são perpetuadas de uma geração para a seguinte, pois, em geral, são incompatíveis com a sobrevida ou com a reprodução normal.
Já as mutações gênicas resultam em alterações em genes individuais. Variam de apenas um único nucleotídeo a mudanças que podem afetar milhares de pares de bases.
Apesar de mutações genéticas serem de extrema importância para a evolução de uma espécie, a sobrevivência do indivíduo depende da estabilidade do seu genoma. A estabilidade resulta não só de um acurado mecanismo de replicação, mas também de mecanismos que reparem os danos que ocorrem continuadamente no DNA.
MECANISMO DE REPARO: É a capacidade da maquinaria celular corrigir os erros causados por mutações.Muitos danos sofridos pelo DNA podem ser reparados porque a informação genética é preservada em ambas as fitas da dupla-hélice, de tal forma que a informação perdida em uma fita pode ser recuperada a partir da fita complementar.
ATENÇÃO: Os mecanismos existentes e conhecidos de reparação do DNA lesado são provavelmente universais e uma célula pode ter vários sistemas capazes de atuar ao mesmo tempo no DNA lesado. Existem vários mecanismos de reparo do DNA, mas os mais bem estudados e entendidos são os que acontecem em bactérias, principalmente em Escherichia coli.
Aula 4: Padrões de herança monogênica 
Muitas doenças genéticas importantes e bem compreendidas são o resultado de uma mutação em um único gene (monogênicas). A versão on-line da Mendelian Inheritance in Man (OMIM), disponível na Internet por meio da National Library of Medicine, atualmente lista mais de 3917 doenças, ou cerca de 84%, que são provocadas por mutações em 1990 genes.  Os restantes 16% das doenças na OMIM são patologias com claros padrõesde herança mendeliana, mas os genes mutantes responsáveis ainda são desconhecicos. Características monogênicas, também conhecidas como características mendelianas em alusão a Gregor Mendel,  têm sido o foco de boa parte do progresso feito até hoje na genética médica.
Herança monogênica
O ritmo com o qual os geneticistas estão identificando novos genes com alelos causadores de doenças é alto.  Normalmente, os distúrbios de um único gene são frequentemente considerados como sendo primariamente, mas de modo algum exclusivamente, distúrbios da faixa de idade pediátrica. Assim, menos de 10% se manifestam após a puberdade e somente 1% ocorre após o término do período reprodutivo.
DISTÚRBIOS MOMOGÊNICOS
São caracterizados por seu padrão de transmissão nas famílias.Para estabelecer o padrão de transmissão, em geral a primeira etapa é obter informações sobre a história familiar do paciente e resumir os detalhes sob a forma de um heredograma.
ATENNÇÃO!!
Os padrões apresentados pelos distúrbios monogênicos nos heredogramas dependem principalmente de dois fatores:
1) o local cromossômico do gene, que pode ser autossômico ou ligado ao X e 
2) se o fenótipo é dominante ou recessivo. 
ESTUDOS DAS DOENÇAS MONOGÊNICAS
Quando estudamos uma doença que segue os padrões de herança genética descritos por Mendel, dizemos que a doença é mendeliana quanto à sua herança genética. 
As doenças mendelianas, por serem monogênicas, podem ter seu padrão de herança definido pela análise do heredograma de famílias afetadas ou pela avaliação de várias famílias em estudos de segregação.
Doenças monogênicas : Aquelas que são causadas por apenas um gene mutante.
Métodos de estudos: Para estudo dessas doenças, são aplicados métodos de pesquisa denominados paramétricos que são exemplificados pelos estudos da ligação.
ATENÇÃO!!!
Após a construção dos mapas nos estudos da ligação, procura-se por determinada região dos mesmos que estejam segregando junto com a doença estudada. Em outras palavras, procura-se por uma região que esteja presente apenas nos indivíduos afetados dessa família e ausente nos não-afetados. É nessa região cromossômica que o gene mutante causador da doença deverá se localizar.
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