Introduçao genetica

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GENÉTICAGENÉTICA Mariana Gavioli
Email: marianagavioli@yahoo.com.br
O RAMO DA CIÊNCIA QUE ESTUDA AO RAMO DA CIÊNCIA QUE ESTUDA A 
HEREDITARIEDADE É CHAMADO DEHEREDITARIEDADE É CHAMADO DE 
GENÉTICA
A Genética é o ramo da biologia queA Genética é o ramo da biologia que 
estuda a transferência das 
características físicas e biológicas de 
geração para geração.
1.Contextualização:
A disciplina de Genética acompanha o profissional da área dep p p
saúde gerando capacidades do entendimento da
hereditariedade e de diferentes doenças gênicas.
• Genética humana descreve o estudo da transmissão genética,
como ela ocorre em seres humanos, enquanto que, a genética
l l é á d bi l i t d t tmolecular é a área da biologia que estuda a estrutura e a
função dos genes a nível molecular. A genética molecular usa
os métodos da genética e da biologia molecular.os métodos da genética e da biologia molecular.
• Um campo importante da genética molecular é o uso de
informação molecular para determinar padrões deç p p
descendência, e assim a classificação científica correta dos
organismos: a isto chamamos sistemática e molecular
2. Ementa
Ab d d i í i d é i bá i ê f• Abordagem dos princípios da genética básica, com ênfase
nos mecanismos hereditários da espécie humana.
I tâ i d G éti t lid d• Importância da Genética na atualidade.
• O entendimento dos conceitos fundamentais em
Genética Humana Estrutura dos cromossomos e dosGenética Humana. Estrutura dos cromossomos e dos
genes. Síndromes clínicas, anormalidades cromossômicas
numéricas e morfológicas, padrões de hereditariedade.numéricas e morfológicas, padrões de hereditariedade.
• Fluxo da informação genética. Bases moleculares da
hereditariedade. Mecanismos moleculares da mutação.ç
• Código genético.Síntese de proteínas.
3. Objetivos Geraisj
C d di i i f d i• Compreender e discutir os conceitos fundamentais em
Genética Humana.
A li it f d t i d G éti H• Aplicar conceitos fundamentais da Genética Humana
na resolução de problemas relacionados com:
diagnóstico padrões de herança riscos de recorrênciadiagnóstico, padrões de herança, riscos de recorrência.
• Adquirir conhecimentos básicos sobre Genética
Molecular, Citogenética Humana, Farmacogenética,,Molecular, Citogenética Humana, Farmacogenética,,
Imunogenética e Terapia Gênica.
• Reconhecer a importância da diversidade genética dop g
homem.
4. Cronograma do Curso
04/08 – Início das aulas – Apresentação do curso e do cronograma.
11/08‐ Introdução à genética humana: As Leis de Mendel da Herança e Ligação Genética.
18/08 – Bases Cromossômicas da Hereditariedade: Os cromossomos Humanos , Cariótipo.
25/08 ‐ Bases Cromossômicas da Hereditariedade: Gametogênese humana e fertilização, Mitose e 
Meiose. 
01/09 – O genoma humano: Gene, Duplicação Moléculas de RNA e Processamento do RNA.
08/09 ‐ O genoma humano: O código genético e Tradução Controle da expressão gênica08/09  O genoma humano: O código genético e Tradução, Controle da expressão gênica.
15/09 – Mutação e Mecanismos de Reparo.
22/09 – Trabalho 
29/09 – Revisão AV1
06/10 – AV1
13/10 ‐ Padrões de herança monogênica, Distúrbios genético com herança mendeliana clássica, 
Herança ligada ao X
20/10 ‐ Padrões de herança autossômica recessiva e dominante Padrões de herança pseudo‐20/10  Padrões de herança autossômica recessiva e dominante,Padrões de herança pseudo
autossômica, Padrões atípicos de herança 
27/10‐ Citogenética Clínica: Distúrbios dos autossomos e dos Cromossomos Sexuais.
03/11 ‐ Tópicos avançados em Genética, Diagnóstico Molecular, Farmacogenética
17/11 – Terapia Gênica 
24/11 – Revisão AV2
01/12 – A2
08/12 ‐ FERIADO08/12  FERIADO
15/12 – AV3
5. Bibliografia Básica
h h é éd b l d d• Thompson & Thompson‐ Genética Médica.Nussbaum et al. 6º ed. Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan,
• 2002
• Genética Médica. Bamshad et al. 2º ed. Rio de Janeiro: Elsevier Ed, 2004
• Genética Humana e Genômica. Korf, Bruce 3º ed. Rio de Janeiro: 
G b 2008Guanabara Koogan, 2008
6. Bibliografia Complementarg p
Á d á é• ESTÁCIO ENSINO SUPERIOR. Programa do Livro Universitário. Genética. Rio 
de Janeiro:
• Guanabara Koogan, 2008. 211 p. Material extraído de: um enfoque g , p q
molecular/ Terence Austin Brown ‐ Bases da biologia
• 2. GRIFFITHS, Anthony J. F. et al. Introdução à genética. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan 2009 794 pGuanabara Koogan, 2009. 794 p.
• 3. LEWIS, Ricki. Genética humana: conceitos e aplicações. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2004. 453 p.
• 4. BAYNES, John W; DOMINICZAK, Marek H. Bioquímica médica. Rio de 
Janeiro: Elsevier, 2007. 716 p.
• 5 ZAHA Arnaldo (Org ) Biologia molecular básica Porto Alegre: Mercado• 5. ZAHA, Arnaldo (Org.). Biologia molecular básica. Porto Alegre: Mercado 
Aberto, 2003. 421 p.
A GERAÇÃO DOS SERES VIVOSA GERAÇÃO DOS SERES VIVOS
As sementes ao germinarem dão origem a novas plantas muito parecidas comAs sementes ao germinarem, dão origem a novas plantas muito parecidas com
a que essas sementes produziam. Os descendentes diretos são muito
semelhantes aos seres que os originaram.
As características que são transmitidas de uma geração para a outra são 
chamadas HEREDITÁRIAS
GenéticaGenética
l ã d f ô d• Atualmente a compreensão do fenômeno de
hereditariedade é grande, e há muita
esperança de que, com base nos estudos
sobre os GENES, sejam desenvolvidas curas
para doenças e anomalias .
• GENE: unidade básica da hereditariedade que determina as
características dos seres vivos. Os genes compõem o materialcaracterísticas dos seres vivos. Os genes compõem o material
genético dos seres vivos. E formado por uma sequência
específica de ácidos nucléicos (DNA e RNA).
Concepção do passado sobre 
h di i d dhereditariedade
• Geração espontânea ou abiogênese 
Até o século XVI, os cientistas acreditavam e defendiam 
que os seres vivos, visíveis a olho nu, nasciam 
espontaneamente da matéria que forma a natureza. p q
‐ Aristóteles dizia: “todo corpo seco que se torna úmido 
ou todo corpo úmido que se torna seco, produzou todo corpo úmido que se torna seco, produz 
animais, desde que seja suscetível de nutri‐lo”.  
A geração espontânea nos séculos XVII 
e XVIII
• Na última década do século XVIII, acreditava‐se que 
dos vermes intestinais eram gerados 
espontaneamente. Essa ideia foi proposta por vários 
i icientistas.
• Os argumentos usados eram:
Muitos vermes são encontrados em órgãos de animais 
(fígado, coração), e esses não possuem comunicação ( g , ç ), p ç
com o ambiente externo. 
ABIOGÊNESE
ABIOGÊNESE
Argumentos contra a geração 
espontânea ‐ BIOGÊNESE
Experimento de Redi ‐ Biogênesep g
????????
• Por que o fato de não haver larvas nem 
moscas nas carnes do pote fechado com tela é p
um argumento contrário à ideia da geração 
espontânea?espontânea?
• Porque Francesco Redi usou frascos com e 
sem tela? Qual é o propósito de usar frascossem tela? Qual é o propósito de usar frascos 
sem tela? 
Biogênese realmente existia???Biogênese realmente existia???
Biogênese realmente existia???Biogênese realmente existia???
Bi ê l t i ti ???Biogênese realmente existia???
O fim da Abiogêneseg
O fim da Abiogêneseg
Evolução Química/Molecularç
Evolução Química/Molecularç
Éon Hadeano foi a época da era da Terra primitiva Não havia vida no planeta já que oÉon Hadeano foi a época da era da Terra primitiva. Não havia vida no planeta, já que o 
planeta era muito quente e bombardeado por meteoros com uma frequência altíssima, 
mas este período foi indispensável para a vida surgir posteriormente, já que nele 
ocorreu a constituição de massa do planeta e a entrada de carbono, e água (moléculas) ç p , g ( )
através de meteoritos.
Evolução Química/Molecular
Éon Arqueano é o momento da Terraprimitiva que sucede o Éon Hadeano. O início do Éon
Arqueano é marcado pelas primeiras formas de vi‐ da unicelulares da Terra. O ambiente do 
ç
Éon Arqueano era bem diferente do Éon Hadeano. A temperatura era mais baixa, a água 
estava depositada em forma líquida nas áreas baixas do planeta (dando origem a lagos, 
mares, etc) e haviam fortes descargas elétricas e radiação U.V. de intensidade. Essas 
condições eram favoráveis para a formação de moléculas mais complexas
Primeiras formas de vida no Planeta
Experimento de Miller 1953Experimento de Miller ‐ 1953
Stanley Lloyd Miller e Harold Urey, no ano de 1953, arquitetaram um simulador 
formado por tubos e balões de vidro interligados e colocou nesse aparelho uma 
mistura dos gasesmetano (CH4) amônia (NH3) hidrogênio (H2) e vapor d’águamistura dos gases metano (CH4), amônia, (NH3), hidrogênio (H2), e vapor d água. 
Essa mistura gasosa foi, então, submetida a fortes descargas elétricas durante alguns 
dias. Após uma semana, Miller examinou o líquido que se formou no aparelho e 
d á i b â i i i i l imostrou a presença de várias substâncias inicialmente ausentes no experimento, 
como os aminoácidos, glicina e alanina, além de outras substâncias orgânicas mais 
simples. Com esses resultados, Miller mostrou que seria possível a formação de 
moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples e de certas condições 
ambientais, reforçando a teoria da evolução molecular. Posteriormente, outros 
cientistas também realizaram simulações das supostas condições da Terra primitiva, ç p ç p
produzindo diversas substâncias encontradas em seres vivos.
Experimento de Miller ‐ 1953p
PRESENÇA DE ÁCIDOS NUCLÉICOSPRESENÇA DE ÁCIDOS NUCLÉICOS 
Inicio da HEREDITARIEDADE
Introdução a GenéticaIntrodução a Genética 
HumanaHumana
As leis de Mendel da Herança e 
da Ligação Genética
Fenótipos diferentes = manifestação do genótipo
BB  bb
Bb
Autopolinização da geração F1 – 929 
sementes
705 plantas púrpuras e 224 
brancas.  705:224 = 3:1 sementes  
• Geração F2 = proporção sempre de 3:1 
Mas havia uma dúvida: por que oMas havia uma dúvida: por que o 
fenótipo de flores brancas não fora 
expresso nas plantas F1?
Mendel naquela época não tinha resposta, mas usou 
d i ( ) i ( )os termos dominantes (A) e recessivos (a) para 
descrever o fenômeno. 
Fenótipo púrpura = dominante
Fenótipo branco recessivoFenótipo branco = recessivo 
E outro caracteres, também agiram assim? 
População Pura = cruza entre si e 
dnão apresenta variação de 
determinada característica. 
Autopolinização.  
C t í ti dCaracterística desaparece na 
geração F1 . 
Cruzamento mono‐híbrido
Característica reaparece na 
geração F2 
3:1 
Através desses trabalhos Mendel deduziu as seguintes
explicações:p ç
1‐ Há determinantes hereditários de uma natureza particular ( que atualmente são
chamados de genes).g )
2‐ E determinantes (genes) encontram‐se em pares : Fenótipos de um caractere são
determinados por diferentes formas de um único tipo de gene. AS diferentes formas de um
tipo de gene são chamados de alelos. Em ervilhas adultas, cada gene esta presente em
dobro em cada célula constituindo um par gênico. Assim torna‐se mais claro o raciocínio de
Mendel: as plantas F1, por exemplo, possuem um alelo que é responsável pelo fenótipo
dominante e um outro alelo que é responsável pelo fenótipo recessivo, o qual se manifesta
apenas nas gerações seguintes.
3‐ O princípio da segregação: os membros dos pares de genes se segregam ( se separam)
igualmente nos gametas óvulos e espermatozoides.
4 C t úd éti d t t t b d4‐ Conteúdo gamético: cada gameta, consequentemente, carrega apenas um membro de
cada par gênico, ( cada um encontrado em um par de cromossomo).
5 Fertilização aleatória: A união do gameta de cada parental para formar a primeira célula5‐ Fertilização aleatória: A união do gameta de cada parental para formar a primeira célula
(zigoto) de uma nova geração é aleatória, os gametas se combinam independentes do par
gênico que eles possuem.
Primeira Lei de Mendel
Todas as características são determinadas por um par de 
fatores que se segregam durante a formação dos 
gametas. 
Heterozigotos = geração F1 = A/a ‐ linhagem híbrida.
Homozigoto = geração parietal e parte F2 – A/A –
linhagem pura.
Fenótipo / Genótipo 
Para realizar um experimento di‐híbrido Mendel começou a a ea a u e pe e to d b do e de co eçou
com duas linhagens parentais puras, sendo uma de 
sementes amarelas e rugosa e outra de sementes verdes e g
lisas. 
Dominante : amarela ( A) / Lisa (L)
Recessiva : verde (a) / rugosa (l)
Geração F1 : ???Geração F1 :  ??? 
autopolinização 
Geração F2: ???Geração F2: ??? 
Cruzamento Di‐HibridoCruzamento Di Hibrido
As sementes  F2 eram de quatro tipos diferentes nas seguintes 
proporções:
9/16 sementes amarelas e lisas, 
3/16 sementes verdes e lisas3/16 sementes verdes e lisas, 
3/16 sementes amarelas e rugosas
1/16 sementes verdes e rugosas 
Proporção ‐ 9:3:3:1
Amarela / verde 
3:1
Lisa/Rugosa 
3:1
Fundamento Molecular para a 
Genética Mendeliana
As bases moleculares da Primeira Lei de Mendel ( segregação igualAs bases moleculares da Primeira Lei de Mendel ( segregação igual 
dos alelos na formação dos gametas), pode ser ainda exemplificado 
pela utilização das ervilhas. 
‐ Ela é um organismo DIPLÓIDE ‐ contêm dois conjuntos de 
t t ã HAPLÓIDEScromossomos , exceto os gametas que são HAPLÓIDES
Estudo Dirigido
1‐ Que características da espécie Pisum sativum ( ervilha) favoreceram a experimentação 
de Mendel?
2‐ Que explicação Gregor Mendel deu para o aparecimento de uma das características 
constantes das ervilhas nos descendentes do cruzamento de plantas de linhagens puras?
3‐ Que teoria Mendel formulou para explicar a transmissão das características 
hereditárias nos seres vivos? 
4‐ Em que aspectos a formação e a experiência de vida de Mendel colaboraram para a 
realização dos seus experimentos e para a interpretação dos dados coletados no campo. 
5‐ Considere aas seguintes características de ervilhas: plantas com flores roxas e plantas 
com flores brancas. Se cruzarmos plantas de linhagens puras para essas duas 
características contrastantes, obteremos somente plantas com flores roxas (F1). Suponha 
que essas plantas F1 sejam cruzadas entre si e gerem 120 sementes, as quais são 
plantadas e produzem plantas adultas saudáveis (F2).
A) Faça um esquema que descreva o cruzamento acima e indique os fatores (genes) que 
l d i ( l l b)casa planta deve possuir ( represente os genes pelas letras B e b). 
B) Em F2, quantas plantas com flores roxas são esperadas? E quantas flores brancas? 
Bases Cromossômicas daBases Cromossômicas da 
Hereditariedade
Teoria da Hereditariedade
No sec. XIX surgiram três teorias sobre o papel dos cromossomos quanto a
h dit i d dhereditariedade.
1‐ Teoria baseada na citologia: apontava que a cromatina ou os cromossomos
eram os portadores do material genético
2‐ Teoria do germoplasma: apenas as células germinativas eram responsáveis
pela hereditariedade. As demais células do corpo não possuíam esse papel.
3‐ Teoria cromossômica da hereditariedade: Surgiu a partir das duas anteriores.3 Teoria cromossômica da hereditariedade: Surgiu a partir das duas anteriores.
Boveri a partir de estudos com ouriço do mar observou que um único
cromossomo carregava toas as características de um embrião. Sutton através de
experimentos com gafanhotos percebeu similaridade entra os cromossomos dasexperimentos com gafanhotos percebeu similaridade entra os cromossomos das
células mãe com o conjunto de cromossomos das células filhas. Mostrou os
cromossomos como indivíduos distintos tanto morfologicamente quanto
f i l tfuncionalmente.A estrutura do DNA
Natureza molecular do DNA:
Desoxirribonucleico é uma macromolécula
f d lí d á id léiformada por polímeros de ácidos nucléicos
composto por 3 unidades: uma molécula de
açúcar com 5 carbono (desoxirribose), uma
b it d f f tbase nitrogenada e um grupo fosfato .
As bases nitrogenadas são de dois tipos:
purinas e pirimidinaspurinas e pirimidinas.
Purinas: adenina (A) e guanina (G)
Pirimidina: citosina (C ) e timina (T)
‐ A estrutura do DNA porta informações
químicas necessárias para a transmissão dasquímicas necessárias para a transmissão das
informação genéticas das células mães para as
filhas. No nível molecular, a ordem dos
nucleotídeos especifica as sequências dep q
aminoácidos que formam as cadeias
polipeptídicas das proteínas.
Cromossomos
• Cada cromossomo é constituído por uma única 
molécula de DNA associado a diversas proteínasmolécula de DNA associado a diversas proteínas 
(histonas e proteínas não histônicas)
• Componentes do cromossomo:
– Centrômero
– Telômeros (“braços”)
Organização dos Cromossomos 
Humanos
‐O genoma humano está organizada em 
46 cromossomos no núcleo e o 
cromossomo mitocondrial no citoplasma. 
‐ Cada cromossomo consiste de uma 
única fita de DNA linear em dupla hélice 
de modo que cada um dos 46de modo que cada um dos 46 
cromossomo nucleares são 46 moléculas 
de DNA que se somam mais de 6 bilhões 
de nucleotídeosde nucleotídeos. 
‐O cromossomo não é formado somente 
por DNA São formados por aglomeradospor DNA. São formados por aglomerados 
de proteínas chamadas de Histonas.
‐Cada complexo DNA + histonas forma oCada complexo DNA   histonas forma o 
complexo chamado nucleossomo
í l ã d• Proteínas com alta proporção de 
lisina e arginina (a.a. carregados 
positivamente)
• Existem 05 tipos: H1, H2A, H2B, H3 e 
H4.
• A histona H1 é denominada 
nucleossômica DNA enrrola em 
torno dela para formar os 
nucleossomos (unidade básica da 
cromatina).
DNA – MITOCONDRIAL 
Além do material genético encontrado no núcleo das células, há um sub‐
conjunto importante de genes que reside no citoplasma no interior dasconjunto importante de genes que reside no citoplasma, no interior das
mitocôndrias. O DNA mitocondrial possui uma estrutura circular composto
por apenas 37 genes. Seus genes possuem um padrão de herança
l i t t lexclusivamente maternal.
DNA – MITOCONDRIAL 
Existem doenças que são consideradas mitocondriais, pois afetam genes desta 
organela, que pode afetar ambos os sexos. Quando o ovócito é formado, não há uma g , q p ,
regra para a segregação das mitocôndrias, podendo existir uns com mais mitocôndrias 
com DNA mutado.
Algumas das doenças humanas que podem ser causadas por mutações no DNA 
mitocondrial. Algumas delas são causadas também por mutações no DNA dos 
cromossomos.
1. Alzheimer: Perda progressiva da capacidade cognitiva;
2. Oftalmoplegia crônica progressiva: Paralisia dos músculos dos olhos;
3. Diabetes melito: Altos níveis de glicose no sangue, levando a complicações como 
cegueira, disfunção renal e gangrena nos membros inferiores;
4. Distonia: Movimentos anormais envolvendo rigidez muscular;
5 Síndrome de Leigh: Perda progressiva da habilidade motora e verbal; é5. Síndrome de Leigh: Perda progressiva da habilidade motora e verbal; é 
potencialmente letal na infância;
6 Atrofia óptica de Leber: Perda temporária ou permanente da visão em decorrência6. Atrofia óptica de Leber: Perda temporária ou permanente da visão em decorrência 
de danos ao nervo óptico.
DNA mitocondrial e nuclearDNA mitocondrial e nuclear
Conceitos de Genética – PloidiaConceitos de Genética  Ploidia
Os cromossomos e o conteúdo do DNA das células são definidos pelo número (n) dos
diferentes cromossomos, o conjunto de cromossomos e de seu conteúdo de DNA
associado.
Para as células humanas, o valor de N é igual a 23. Diferentes tipos celulares em um
organismo, entretanto, podem diferir quanto a ploidia ( numero de cópias que o
organismo possui de um conjunto de cromossomos).
O espermatozoides e óvulos possuem apenas um conjunto de cromossomos
(h l id ) i i d él l d íf d ó i d j(haploide), mas a maioria das células dos mamíferos possuem duas cópias do conjunto
de cromossomos, chamadas diploides.
A él l d ã i i d d ú i él l di lóid ( i t ) éAs células do nosso corpo são originadas de uma única célula diplóide (zigoto), que é
formado quando o espermatozoide fertiliza o óvulo.
Conceitos de Genética PloidiaConceitos de Genética – Ploidia
Cromossomos Diploides: cromossomos que possuem dois conjuntos de cromossomos
(pai e mãe). São consideradas células somáticas. Homens e mulheres apresentam as
mesmas características. Dentro do núcleo de casa célula somática, há 46 cromossomos
arranjados em 23 pares . Cromossomos autossômicos. Cromossomos sexuais : o último
par de cromossomos do humano. Mulher XX e homem XY.
Os cromossomos de cada par cromossômico são chamados de homólogos e carregam os
mesmos genes na mesma sequência, podendo diferir em alguns pontos dentro de alguns
genes. Tais diferenças geram os alelos. Gene: quais informação expressa. Ex. cor da
semente. Alelo: tipo de informação expressada do gene. Ex. verde ou amarela.
Cariótipo HumanoCariótipo Humano 
É o conjunto cromossómico ou a constante cromossómica diplóide (2n) de uma espécieÉ o conjunto cromossómico ou a constante cromossómica diplóide (2n) de uma espécie.
Representa o número total de cromossomos de uma célula somática (do corpo).
Cariótipo é o conjunto de cromossomos dentro de um núcleo de uma célulaCariótipo é o conjunto de cromossomos dentro de um núcleo de uma célula.
Na espécie humana são possível identificar os 22 pares de cromossomos autossomais e
1 par de cromossomos sexuais1 par de cromossomos sexuais.
No cariótipo é possivel identiificar diferentes sindromes genéticas como : Sindrome de
Down, Sindrome de Klinefelter e Sindrome de Turner.o , S d o e de e e te e S d o e de u e .
Cariótipo masculinoCariótipo masculino
Cariótipo Feminino 
Cariótipo – Sindrome de Downp
Sindrome de Klinefelter