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04/09/2014 1 AULA1: INTRODUÇÃO AO CURSO. PROFESSOR: CAIO CARVALHO UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA DEPARTAMENTO DE MED. PREVENTIVA E PRODUÇÃO ANIMAL Salvador 2014 E-mail gmaufba@gmail.com INFORMAÇÕES: OBJETIVOS DA DISCIPLINA (PARA O ALUNO) No âmbito da Medicina Veterinária, conhecer e entender a aplicação de: • Genética aplicada aos animais • Novas tecnologias aplicadas a genética veterinária. Introdução ao curso. Genética Molecular e divisão celular. Genética básica. Genética de populações. Genética quantitativa. EMENTA DA DISCIPLINA: BIBLIOGRAFIA SUGERIDA: 1. Otto, Priscila G. Genética Básica para Veterinária. ROCA, São Paulo, 2006. 2. Nicholas, F. W. Genética Veterinária. Artes Médicas, Porto Alegre, 1999. 3. Futuyma, D. Biologia Evolutiva. FUNPEC_RP, 2 ed. 2003. 4. Griffiths, A.J.F. Introdução a genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. 5. Ramalho, M.A.P.; Santos, J.B.; Pinto, C.A.B.P. Genética na agropecuária. Lavras: UFLA, 2008. BIBLIOGRAFIAS: 04/09/2014 2 • Três provas teóricas (N1, N2) – 80% da nota • Estudo dirigido em sala de aula + Participação, atividades dentro e fora de sala (N3) – 20% (Seminário = 5,0) + (Estudo dirigido e participação = 5,0) CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO: A média semestral (MS) será obtida por: MS = ((N1+ N2)/2) x 0,8 + (N3) x 0,2 INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Caio Carvalho Hoje já está amplamente divulgado que as informações genéticas estão contidas nos cromossomos, estruturas constituídas por moléculas de DNA e proteínas. 54 27 OVINO 60 30 BOVINO 78 39 CÃO 46 23 HUMANA DIPLÓIDE 2N HAPLÓIDE N ESPÉCIE NÚMERO DE CROMOSSOMOS: INTRODUÇÃO: Caio Carvalho • Histórico Em meados de 1900, quando os trabalhos de Mendel passaram a ser reconhecidos pela comunidade científica, algumas perguntas ainda precisavam ser respondida: Onde ficavam os “fatores” de Mendel”? Qual é a natureza química dos “fatores” da hereditariedade? Mendel não havia estudado a questão da hereditariedade do ponto de vista químico. Daí em diante, a comunidade científica passa a buscar as respostas que Mendel não deixou. - Em 1910 confirmou-se que a informação genética estava contida nos cromossomos. Restava a dúvida: a informação esta no DNA ou nas proteínas? - Em 1944, Oswald Avery, Colin Macleod e Maclyn McCarty, demonstraram que a informação estava contida no ácido desoxirribonucleico (DNA) Caio Carvalho o Histórico Em 1928, Griffith, verificou a transformação de Pneumococos sp. Indicando a existência de um principio transformante. INTRODUÇÃO: CEPAS Morfologia da colônia Cápsula Virulência R Rugosa Ausente Avirulenta S Lisa Presente Virulenta 04/09/2014 3 Caio Carvalho PRINCIPIO TRANSFORMANTE: Em 1944, Avery, Macleod e McCarty, demonstraram que a informação hereditária estava contida no ácido desoxirribonucleico (DNA) . Caio Carvalho PRINCIPIO TRANSFORMANTE: “Se estivermos certos, e é claro que não provamos nada ainda, então isso significa que os ácidos nucléicos (DNA) são substâncias não apenas estruturalmente importantes, mas funcionalmente ativas na determinação das atividades bioquímicas e as características específicas das células – e que, por meio de uma substância química conhecida é possível induzir alterações previsíveis e hereditárias nas células; este foi, por longo tempo, o sonho dos cientistas.” Caio Carvalho DNA: Com as novas descobertas acerca do papel central do DNA na questão da hereditariedade, os cientistas começaram a buscar informações sobre a estrutura dessa molécula. Em 1953, James Watson e Francis Crick propuseram um modelo para a estrutura do DNA que é utilizado até hoje. Caio Carvalho DNA: Watson e Crick não “inventaram “ a estrutura da molécula de DNA de forma aleatória. Eles possuíam informações prévias que os auxiliaram durante as suas pesquisas. Uma das informações era sobre a estrutura química dos ácidos nucleicos, já conhecida na época: Caio Carvalho DNA: - Polímeros formados a partir de nucleotídeos; - Dupla hélice; – A = T; – C ≡ G; - 5´- 3´ 04/09/2014 4 Caio Carvalho DNA: - Watson e Crick dispunham, além do conhecimento sobre os nucleotídeos, dos dados referentes às pesquisas de Erwin Chargaff, pesquisador que três anos antes (em 1950) havia postulado que em qualquer ser vivo considerado, a quantidade de Adenina é igual a de Timina, bem como a de Citosina igual a de Guanina. - De posse desse conhecimento, Watson e Crick criaram o modelo da molécula de DNA. Caio Carvalho DNA: DNA: A dupla hélice apresenta dois tipos de sulcos aos quais se ligam as proteínas da cromatina. Sulco Menor Sulco Maior DNA: - Modelo de Watson e Crick: a orientação das fitas é antiparalela e complementar. Caio Carvalho COMO OCORRE A MULTIPLICAÇÃO DO DNA? Qual a importância da duplicação do DNA? Do que depende o processo de duplicação (ou replicação) do material genético? - enzimas: a principal é a DNA-polimerase - rompimento das pontes de H - afastamento das cadeias (ou fitas) complementares - produção de novas fitas de DNA usando nucleotídeos livres e as fitas moldes preexistentes. REPLICAÇÃO: Prova que a replicação é semiconservativa 04/09/2014 5 - A duplicação do DNA tem início em vários pontos da molécula. Forquilhas de replicação REPLICAÇÃO: A primase se liga ao DNA e sintetiza um primer de RNA. A DNA-polimerase só adiciona um novo nucleotídeo na cadeia depois de “verificar” se o pareamento anterior esta correto. Do contrário, realiza a correção e, posteriormente, adiciona o novo nucleotídeo. Quando o primer está completo, a DNA polimerase se liga e sintetiza o novo DNA REPLICAÇÃO: Existem uma cadeia líder e cadeia retardada. Consequência da orientação antiparalela das fitas do DNA. Molde fita líder Fragmentos de Okazaki Fita retardada Molde fita retardada http://www.youtube.com/watch?v=teV62zrm2P0 REPLICAÇÃO: RNA: • Cadeia unifilamentar de nucleotídeos; • Possui o açúcar Ribose em seus nucleotídeos; • Os nucleotídeos possuem as bases guanina, citosina, adenina e uracila no lugar da timina; 04/09/2014 6 EXPRESSÃO GÊNICA: Caio Carvalho O termo expressão gênica refere-se aos eventos que levam à manifestação da informação contida no material genético (DNA). Normalmente, essa manifestação se dá por meio das proteínas, macromoléculas que realizam as mais diversas funções no interior das células, desde estruturais até metabólicas • O processo da expressão de um gene envolve basicamente duas etapas: - Transcrição gênica - Tradução gênica TRANSCRIÇÃO GÊNICA: Caio Carvalho Trata-se de um mecanismo em que a informação codificada em uma sequência de bases do DNA é convertida em uma sequência de bases de RNA. • Em células eucariontes, a transcrição ocorre no núcleo. Caio Carvalho TRANSCRIÇÃO GÊNICA: Por que ocorre a transcrição? A informação contida no DNA precisa ser convertida para uma “linguagem gênica” capaz de ser “lida” pelos ribossomos citoplasmáticos, organelas que efetivamente produzem as cadeias polipeptídicas (proteínas). Tal “linguagem” é representada pela molécula de RNA. Caio Carvalho O processo de transcrição não ocorre em qualquerponto do DNA. Somente algumas regiões dessa molécula (frequentemente os loci gênicos) é que sofrem a transcrição. TRANSCRIÇÃO GÊNICA: TRANSCRIÇÃO GÊNICA: Caio Carvalho 04/09/2014 7 A partir de sua formação, a molécula de RNA pode ter 3 funções distintas: - RNA ribossômico (RNAr): juntamente com algumas proteínas constitui os ribossomos, grânulos citoplasmáticos onde se dá efetivamente a síntese proteica. A produção de RNAr resulta da transcrição de uma região do DNA que não constitui um gene. Trata-se de uma região com uma sequência específica de bases nitrogenadas. TRANSCRIÇÃO GÊNICA: - RNA mensageiro (RNAm): ácido nucleico de fita simples com a informação genética (decodificada a partir da fita ativa do DNA) para a produção de uma proteína específica. Na informação contida no RNAm está a sequência com que os aminoácidos devem ser encadeados durante a síntese proteica. Essa sequência aparece na forma de trincas (sequência de 3 bases nitrogenadas) chamadas códons. Cada códon corresponde à sequência codificante de um aminoácido específico. A produção de RNAm resulta da transcrição de uma região do DNA que constitui um gene. TRANSCRIÇÃO GÊNICA: - RNA transportador (RNAt): transporta aminoácidos livres no citoplasma para as regiões de síntese proteica, nos ribossomos. A molécula de RNAt possui 2 regiões importantes: TRANSCRIÇÃO GÊNICA: Cada RNAt transporta um tipo específico de aminoácido. A sequência de bases do anticódon é que define qual é o aminoácido transportado. Assim como na formação do RNAr, a produção do RNAt também resulta da transcrição de uma região do DNA que não constitui um gene. Processo em que a informação codificada no DNA é efetivamente usada para a síntese de proteína. TRADUÇÃO GÊNICA: Diferente da transcrição, que ocorre no núcleo celular, a tradução se dá no citoplasma e tem a participação fundamental dos ribossomos durante o processo de síntese proteica. TRADUÇÃO GÊNICA: 04/09/2014 8 OBRIGADO!
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