1) Hereditariedade e DNA

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INTRODUÇÃO À GENÉTICA 
Definição genérica: 
Genética ciência da hereditariedade 
 
 
 
investigações sobre: 
moléculas 
células 
organismos 
populações 
 
Contexto Histórico: 
• Final do século XIX 4 pontos válidos 
 
• matéria composta por átomos 
 
• células são as unidades fundamentais dos seres vivos 
 
• núcleos celulares são as unidades de controle 
 
• cromossomos tem papel importante na herança 
Século XIX 
• 1808 - J. Dalton modelo do átomo 
• 1830 - M. Schleiden & T.Schawann teoria celular 
• 1859 - C. Darwin origem das espécies 
• 1866 - G. Mendel segregação dos “fatores” 
• 1895 - L. Pasteur vida gera vida 
Contexto Histórico: 
• Redescoberta das Leis de Mendel 
– 1900: De Vries, Correns e Tschermak 
 
• Processo segue regras previsíveis 
• Fatores físicos: controle das características 
hereditárias distintas dos progenitores para a prole. 
NASCIA A CIÊNCIA DA GENÉTICA 
Conceitos Básicos: 
• Significado do termo GENÉTICA: estudo da 
hereditariedade. 
• Fatores: GENES – (Johannsen, 1909). 
• Transportados pelos CROMOSSOMOS 
• Centro de hereditariedade: NÚCLEO 
• Material genético: ADN/ARN 
Significados: 
• ADN/ARN - biomoléculas 
– Genes - seqüências de nucleotídeos 
• unidades funcionais capazes de replicação,mutação 
e expressão 
• Cromossomos 
– conjunto de genes 
• modelo procariótico 
• modelo eucariótico 
 
 
 
Estrutura dos cromossomos 
• procariotos 
– bactérias: cromossomo 
único, circular, enovelado, 
sem presença de núcleo 
Estrutura dos cromossomos 
• eucariotos 
– Homo sapiens 
– Núcleo definido 
– 23 pares de 
cromossomos lineares 
Significados 
• Visualização dos cromossomos 
– durante divisões celulares (Mitose e Meiose) 
• Papel da mitose e da meiose 
• Número de cromossomos 
– procariotos - haplóides n 
– eucariotos - diplóides 2n (na maioria das vezes) 
– eucariotos - poliplóides 4n, 8n, etc 
 
 
 
Significados 
• Fontes de variabilidade genética 
– mutações gênicas ou cromossômicas 
– recombinação por permuta genética 
• Informação genética 
– nucleotídeos 
– código genético 
– produção de proteínas 
 
 
Abordagens investigativas 
1ª. transmissão genética 
– análise de heredogramas (pedigree) 
2ª. teoria cromossômica da herança 
– cariótipos 
3ª. análise molecular 
– o DNA recombinante - biotecnologia 
4ª. estrutura genética de populações 
– melhoramento genético das espécies 
Melhoramento Genético Clássico 
• plantas • animais 
Organismos transgênicos 
• tomate mais resistente 
ao amadurecimento 
– ARN antisense 
 
• determina baixa 
atividade de enzima 
poligalacturonase 
relacionada com a 
maturação do fruto 
Identificação do Material Genético 
Experimentos 
Experimento de Frederick Griffith: “Fenômeno da 
Transformação”(1928) 
Diplococcus pneumoniae 
Cepas virulentas - tipo IIIS: lisas (com cápsula, causam pneumonia) 
Cepas avirulentas - tipo IIR: rugosas (sem cápsula) 
“DNA é o princípio transformante” 
Experimento de Avery, McLeod e McCarty (1944) 
Ciclo de vida do 
bacteriófago T 
- base do experimento 
de Hershey e Chase 
(1952) 
Experimento de Hershey e Chase - 1952 
1953: James Watson e 
Francis Crick 
- estrutura do DNA na 
forma de dupla hélice 
Experimento de Fraenkel-Conrat e Singer (1956) 
Alguns vírus possuem RNA como material genético 
CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL 
GENÉTICO 
Desnaturação 
• térmica 
 
• variações da constante dielétrica 
 
• variações extremas de pH 
 
Desnaturação térmica 
Conseqüências: 
• perda da viscosidade 
 
• aumento da absorbância da luz UV 
 
• aumento dos coeficientes de sedimentação 
Efeito hipercrômico 
Composição em bases 
Temperatura Média de Fusão 
DNA bacteriano 
DNA viral 
Centrifugação em gradiente de densidade 
• cloreto de césio – 8 M 
 
• sacarose (gradientes pré-construídos) 
– 20 a 30 % 
– 25 a 35 % 
– etc 
Eletroforese 
• migração de partículas é dependente de: 
 
– carga elétrica 
 
– tamanho das partículas 
 
– formato das partículas 
Migração eletroforética 
Hibridização molecular 
• pareamento de bases entre cadeias 
 
– DNA/DNA 
 
– DNA/RNA 
 
Hibridização Molecular 
Decorrências: 
• Análise genética visando o conhecimento 
do grau de homologia entre amostras de 
ácidos nucléicos 
 
• Construção de sondas moleculares que 
permitam a identificação de regiões 
específicas do genoma 
Aplicações práticas: 
• Isolamento, clonagem e expressão de genes 
de interesse 
• Aplicações na medicina forense 
• Determinação de paternidade 
• Estudos de filogenia molecular, etc. 
Aplicações da PCR 
Exemplo 1 
Teste do DNA