01 Introdução à Genética e Identificação e Estrutura do Material Genético

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Genética
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Biologia Molecular
Curso: Farmácia
Prof. Eleonidas Moura Lima
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Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Biologia Molecular
Disciplina: Genética
Conteúdo Programático 
UNIDADE I -	INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA GENÉTICA
	 UNIDADE II- BASES MOLECULARES DO MATERIAL GENÉTICO
UNIDADE IV- O PROCESSO DE TRANSCRIÇÃO 
 
UNIDADE V- O PROCESSO DE TRADUÇÃO
 
UNIDADE VI - REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA
	
	
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UNIDADE VII- CITOGENÉTICA HUMANA
UNIDADE VIII- HERANÇA MENDELIANA
UNIDADE IX- INTERAÇÃO GÊNICA
UNIDADE X- GENÉTICA DO SEXO
UNIDADE XI- TÉCNICAS DE BIOLOGIA MOLECULAR APLICADA À FARMÁCIA
 
UNIDADADE XII- FARMACOGENÔMICA E FARMACOGENÉTICA
AVALIAÇÕES:
Provas (3 Avaliações)
AULAS:
Teóricas
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Endereço: http://eleonidas.wordpress.com/
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Senha: farmagene
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INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA GENÉTICA 
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Biologia Molecular
Disciplina: Genética
Eleonidas Moura Lima
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Padrões de Herança Genética
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 bases para os estudos de herança genética.
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Versuche über 
Pflanzen Hybriden
Anotações de Resultados
Os Resultados dos Estudos de Mendel 
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Teste de hipótese e Resultado Observado 
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Teste de hipótese e Resultado Observado 
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Primeira Lei de Mendel “herança particulada”
 “As características herdadas dos pais não se fundem, mas são herdadas como unidades discretas de informação que se mantêm íntegras ao longo das gerações”
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Monoibridismo com Dominância
Herança condicionada por um par de alelos.
Dois fenótipos possíveis em F2.
Três genótipos possíveis em F2.
Proporção fenotípica
 3:1
Proporção genotípica
 1:2:1
Ex.: cor das sementes em ervilhas.
P	 amarelas x verdes
	
	F1 	100% amarelas
F1 amarelas x amarelas
	
	F2 	75% amarelas
	 	
		25% verdes
VV
vv
Vv
Vv
Vv
Vv
VV
vv
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2a Lei de Mendel “Segregação Independente”
“Na herança de duas ou mais características, os fatores, segregados na formação dos gametas, não se fundem no híbrido, mas se distribuem independentemente nos gametas segundo todas as combinações possíveis”.
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Diibridismo
Herança determinada por dois pares de alelos independentes que condicionam duas características.
Quatro fenótipos diferentes são encontrados em F2, combinando os caracteres dominantes e recessivos.
A proporção fenotípica clássica em F2 é 9:3:3:1.
Ex.: cruzamento de sementes de ervilhas amarelas/lisas (puras) com verdes/rugosas (puras).
	P 		amarelas/lisas x verdes/rugosas
	F1 		100% amarelas/lisas (híbridas)
	F1 		amarelas/lisas x amarelas/lisas
VVRR
vvrr
VvRr
VvRr
VvRr
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			 amarelas/lisas verdes/lisas
			 amarelas/rugosas verdes/rugosas
Proporção Fenotípica em F2
Diibridismo
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Cruzamento-Teste
Utilizado para se saber se um indivíduo com fenótipo dominante é homozigoto ou heterozigoto.
Consiste em cruzar o indivíduo em questão com um indivíduo com fenótipo recessivo e analisar as proporções fenotípicas nos descendentes.
Obtendo-se 100% de indivíduos dominantes, o testado é, com certeza, homozigoto.
Obtendo-se 50% de dominantes e 50% de recessivos, então o testado é heterozigoto.
Quando é utilizado o genitor recessivo para o teste o processo é chamado de retrocruzamento ou back-cross.
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Origem 
Teoria Cromossômica da Herança
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Conceitos Básicos
11
p
q
Loco A
11p15
Loco B
11q31
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Alelo
11
p
q
Alelo
11
Loco A
Loco B
Conceitos Básicos
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Alelo
11
p
q
Alelo
Homozigoto
Heterozigoto
Mutação
A
A
B
b
11
Loco A
Loco B
Conceitos Básicos
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Alelo
11
p
q
Alelo
A
A
b
b
11
Loco A
Loco B
Homozigoto
Homozigoto
Conceitos Básicos
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Conceitos Básicos 
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Conceitos Básicos 
Distúrbios monogênicos
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Conceitos Básicos 
Distúrbios monogênicos
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Conceitos Básicos 
Distúrbios monogênicos
AA
Aa
aa
Genótipo
AA = normal
Aa = normal
aa = afetado
Fenótipo
Anemia Falciforme
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Identificação do Material Genético e Estrutura do DNA 
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Biologia Molecular
Curso: Farmácia
Disciplina: Genética 
Eleonidas Moura Lima
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O conhecimento existente
A teoria particulada já estava bem aceita, mas qual seria a natureza física do gene?
Os genes eram conhecidos como carreados pelos cromossomos
Os cromossomos foram observados como constituídos de DNA e proteínas
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O material genético
A transformação genética
(1928) Frederick Griffith estudou a “transformação” de cepas da bactéria Diploccocus pnuemoniae não patogênicas em patogênicas
(1881-1941)
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Cepa S (smooth)
Cepa R (rough)
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O princípio transformante
(1944) Oswald Avery; C.M. MacLeod e McCarty estudaram a “decomposição das células “S” e teste da capacidade infectiva de cada componente 
O material genético
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O princípio transformante
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O DNA em virus
(1952) Alfred Hershey e Martha Cowles Chase comprovaram que o DNA do fago T2 era o responsável pela infecção e não a sua cápsula de proteína 
(1908-1997)
(1927-2003)
O material genético
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A proteína não era o material genético
A injeção do DNA
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(1910-1999)
O RNA como material genético
(1955) H. Fraenkel–Conrat e R. Williams, trabalhando com vírus do tabaco, provaram que o RNA era o material genético de virus 
O material genético
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Vírus do Tabaco (TMV) Retrovírus
Sintomas na folha
Esquema do vírus
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O DNA armazena a informação genética
Friederich Miescher (1863) : isolou uma substância contendo fósforo – a “nucleína” 
DNA (ácido) + proteína (básica)
A informação genética seria armazenada no DNA ou nas proteínas ?
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Estrutura do DNA
Watson e Crick (1953) : propuseram o modelo da dupla hélice
 Chargaff e cols. : lei da complementaridade
A=T e C=G
A+C = T+G
logo
 Franklin e Wilkins : DNA é helicoidal (hélice)
Padrões de difração de raios-X
Possui 2 periodicidades :
Primária : a cada 3,4 Å
Secundária : a cada 34 Å
3,4 Å
34 Å
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O modelo da dupla hélice 
 2 cadeias de polinucleotídeos, unidas em espiral
Distância entre nucleotídeos
3,4 Å
36 Å
Volta completa da hélice
10,5 bases 
(em meio aquoso)
Watson e Crick propuseram 10 bases por volta (34 Å)
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A Dupla Hélice
 Fosfatos na porção externa - carga negativa
 Cadeias antiparalelas 
 Ligação entre nucleotídeos : ligação fosfodiéster
 Pareamento de bases é específico : A-T e C-G
As fitas são complementares
Ligação entre as bases : pontes H
5’
5’
3’
3’
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Fosfato + açúcar (pentose) + base
Estrutura dos nucleotídeos
Desoxirribonucleotídeo 
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Nucleosídeo
pentose
Açúcar + base
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Desoxirribose
Pentose : 5 carbonos
C que participa da ligação fosfodiéster
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Anéis heterocíclicos  átomos de N dão caráter básico
As bases nitrogenadas
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As bases nitrogenadas
Purinas : A, G
Pirimidinas : T, C
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Fosfato
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Nomenclatura dos monômeros dos ácidos nucléicos
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Ligação fosfodiéster
OH ligado ao C 3’
Nucleotídeo que será incorporado a cadeia nascente
Extremidade 5’ da cadeia polinucleotídica
Trifosfato ligado ao C 5’
2 fosfatos são liberados
Sentido da síntese
5’
3’
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Os ácidos nucléicos
 Oligonucleotídeo : cadeia pequena de nucleotídeos (<50 nt)
 Polinucleotídeo : cadeia acima de 50 nt
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Formas tridimensionais
do DNA
Forma A
Forma B
Forma Z
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Propriedades químicas dos ácidos nucléicos
Denaturação e renaturação
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Temperatura desnaturação
Metade das moléculas de DNA estão
 desnaturadas
Varia de acordo com o tamanho e a composição das moléculas :
Temperatura de melting (TM)
 Quanto maior a molécula
 Quanto maior o conteúdo G-C
Propriedades Físicas dos ácidos nucléicos
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Hibridação
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Espectrofotometria 
260 nm para ácido nucléico
280 nm para aminoácido
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Identificação do Material Genético e Estrutura do DNA 
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Biologia Molecular
Curso: Farmácia
Disciplina: Genética 
Eleonidas Moura Lima
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