AULA 1 GENETICA APLICADA

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Genética Aplicada à Pesca e Aquicultura 
 
Prof. Renato César – 3366-9160 renatocesarufc@gmail.com 
 
Horário:3as e 5as das 9-12h . 
 
Local: Sala de aula do CEBIAQUA bloco 872. 
 
 
 
 
 
Pré-requisitos: Introdução à Bioquímica e Fisioecologia de 
Organismos Aquáticos 
 
Objetivo(s) da Disciplina: Fornecer aos alunos informações básicas 
sobre genética aplicada à pesca e aquicultura, para que sejam 
utilizadas em trabalhos teóricos e práticos sobre esta temática. 
Ementa: 
 
1. Genética Básica: Padrões de herança mendeliana. Noções de genética 
quantitativa e de populações. Tópicos de genética moderna. Dogma central 
da biologia molecular. Mecanismos de regulação da expressão gênica. 
Tecnologia do DNA recombinante; clonagem e transformação de plantas e 
animais. 
 
2. Parâmetros genéticos: Fenótipo, variabilidade, médias, repetibilidade e 
correlações. Estudos de caso - Crustáceos peneídeos, ciclídeos. 
 
3. Características Qualitativas: Cromossomos, locus gênico e alelos. 
Dominância, formação dos gametas. Determinação de herança qualitativa. 
Estudos de casos – Herança padrões de coloração 
 
4. Características Quantitativas: Efeitos Genéticos e variação fenotípica. Desvios 
de dominância. Influência das variações observadas nos efeitos genéticos. 
Utilidade da estimativa de variação genética: herdabilidade. Estudos de casos – 
cruzamento direto, identificação ou segregação de grupos familiares, 
interpretação e aplicação de estimativas de herdabilidade 
 
5. Seleção e Herdabilidade: Estimativa e predição de herdabilidade. Aplicação 
da seleção. Respostas correlatas. Técnicas multi-fatoriais. Melhoramento da 
eficiência da seleção. Uso de dados familiares e de pedigree. Seleção e 
domesticação de espécies. Seleção indireta através de práticas de produção. 
Alteração de tolerâncias ambientais. Diferenças sexuais. Interações entre 
genótipo e ambiente 
 
6. Endocruzamentos, Cruzamentos e Hibridização: Dominância e efeitos de 
características multi-locus. Genética de populações, Genética Molecular e 
efeitos da dominância. Utilização dos efeitos da dominância para 
melhoramento genético. Possibilidades do uso de hibridizações. Impacto dos 
endocruzamentos. Uso de heterose em ambientes de produção. Efeitos 
maternais. Combinação de espécies e variedades. Híbridos monossexuais e 
estéreis. Combinação apropriada de reprodutores e gametas. 
 
7. Determinação e controle sexual:Estoques monosexuais homogaméticos. 
Estoques monosexuais heterogaméticos. Influências ambientais e genéticas. 
Estudos de casos – tilápias, crustáceos. 
 
8. Organismos Aquáticos Transgênicos: Definição de Transgenia. Principais 
métodos: microinjeção, eletroporação, balística, lipofecção, incorporação e 
integração. Estudos de caso – catfish indiano, tilápia, salmão do atlântico, 
carpas, “glow-fish”. 
Bibliografia Básica: 
 
BOWMAN, John C. Introdução ao Melhoramento Genético Animal. Coleção 
Temas de Biologia, Volume 5. São Paulo: EDUSP, 1981. 87p. v 
FILHO, Euclides Kepler. Melhoramento genético Animal no Brasil. Disponível 
online no endereço. http://www.cnpgc.embrapa.br/publicacoes/doc/doc75/. 
GRIFFITHS, A.J.F., et al. 2006. Introdução à Genética. Rio de Janeiro, Ed. 
Guanabara Koogan, 8ª ed, 408p. 
GRIFFITHS, A.J.F. et al., 2001. Genética Moderna. Rio de Janeiro, Ed. 
Guanabara Koogan, 352p. 
LUTZ, C.G. Practical Genetics for Aquaculture. New York: Blackwell Publishing. 
2003. 235p. 
 
 
Bibliografia Complementar: 
 
BEAUMONT, A.R.; HOARE, K. Biotechnology and Genetics in Fisheries and Aquaculture. London: 
Blackwell Publishing, 2003. 
FALCONER, D. S.; MACKAY, T. F. C. Introduction to quantitative genetic. London: Longman, 1996. 
KINGHORN, B.; VAN DER WERF, J.; RYAN, M. Melhoramento animal (uso de novas tecnologias). São 
Paulo: FEALQ, 2006. 
MOREIRA, H.L.M.; VARGA, L.; RIBEIRO, R.P.; ZIMMERMANN, S. Fundamentos da moderna 
aqüicultura. Canoas: ULBRA Editora, 2001. 
PEREIRA, J.C. Melhoramento genético aplicado à produção animal. Belo Horizonte: FEPMVZ Editora, 
2004.FILHO, Euclides Kepler. Melhoramento animal: conquistas e perspectivas. In: REUNIÃO ANUAL DA 
SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 32., 1995, Brasília. Anais...Brasília: SBZ,1995. p.611-615. 
 
 AULA 1 
 
DEFINIÇÕES DE GENÉTICA 
SUMÁRIO 
 Porque estudar genética? 
 Bases físicas e químicas da genética 
 Genes a proteínas: Dogma central da biologia 
molecular 
 Variação genética: alelos, fenótipo, genótipo 
 Metodologias utilizadas em estudos de genética 
 Genes, ambiente e organismo 
 Genes e evolução 
 Genética Humana 
 
Porque estudar genética? 
 
- Melhoria na produção de alimento 
- Prevenção de enfermidades: intensificação de 
cultivo 
- Biotecnologia 
- Manejo sustentável de recursos pesqueiros 
- Melhoramento genético: utilização de produtos 
químicos 
GENÉTICA (herança e variação) 
Hereditariedade – princípios de Mendel 
 primeira e segunda Lei 
 
 
Charles Darwin Gregor Mendel 
Genética 
 Clássica 
 Populacional 
 Molecular - Watson e Crick 
 
Genômica 
 Comparativa 
 Funcional 
 
Bases físicas e químicas da genética 
 
Genes: seqüência de nucleotídeos ao longo de uma 
molécula de DNA. Genes diferentes em 
cromossomos 
Informações características externas ou não 
 
DNA: dupla cadeia de polinucleotídeos 
Pares de base: A-T, G-C 
 
Haplóides (alossomos) 
bactérias, algas, fungos 
Diplóides (autossomos) 
plantas, animais 
1 cópia de genoma 2 cópias de genoma 
(alelo do pai e mãe) 
Genoma: sequência de DNA completa 
Genes a proteínas: Dogma central da 
biologia molecular 
 
 
Proteínas: cadeia linear de polipeptídeos, com 
3 estruturas. 
 
 
DNA - mRNA - polipeptídeo 
 (transcrição) (tradução) 
Variação genética: alelos, fenótipo, 
genótipo 
 
Variação Alelos 
Alelos – diferentes formas do 
gene, localizam-se no mesmo 
locus. 
Locus – posição do gene no 
cromossomo 
 
homozigotos 
heterozigoto 
Fenótipo: expressão do gene, características 
manifestadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Genótipo: constituição genética, alelos 
presentes no indivíduo. 
Metodologias utilizadas em estudos de 
genética 
 
• Isolamento de mutações 
• Análises bioquímicas de processos celulares 
• Citogenética 
• Manipulação Genética 
 Hibridação; Endogamia; Biotecnologia e 
 Engenharia Genética 
 
Genômica – sequenciamento, identificação e 
localização de genes, clonagem, expressão de 
genes 
 
Bioinformática - sistemas de software para 
registrar cada parte de uma sequência de 
genoma; estudo comparativo de genes. 
 
 Basic Local Alignment Search Tool 
(BLAST); ClustalW; Molecular 
Evolutionary Genetics Analysis (MEGA); 
Software Treecon 
 
Genes, ambiente e organismo 
 
1. Determinismo genético 
2. Determinismo ambiental 
3. Interação genótipo - ambiente 
 
Genótipo – vários fenótipos,dependendo do 
ambiente 
 
Eventos aleatórios desencadeiam variações 
genéticas. 
Causas da Diversidade: mutação; migração; 
recombinação; seleção... 
 
 
Genes e Evolução 
 
Evolução – variação na freqüência gênica em 
uma população, conseqüência de mudanças 
genéticas na população. 
 Estudo comparativo entre organismos. 
 
Genética Humana 
 DNA humano - 80.000 a 
100.000 genes 
 Sintetizar > 100.000 
diferentes proteínas 
 3 x 108 pares de bases 
 3% do genoma humano é 
formado por genes 
Biotecnologiae Engenharia genética 
 
 Desenvolvimento de fármacos 
 Novas variedades de plantas e 
animais 
 Ética e Segurança 
 
AULA 2 
 
ESTRUTURA DE GENES E 
GENOMAS 
 
SUMÁRIO 
 DNA 
 Estrutura dos genes: regiões reguladoras, exons, íntrons 
 Genes de procariontes e eucariontes 
 Natureza e tipos de genomas 
 Cromossomos 
 Funções dos genes: transferência de informações 
 RNA: estrutura, classes, enzimas, processamento 
 Transcrição: fase 
 Proteínas: estruturas e funções 
 Tradução: fases 
 Mutações: definição, tipos, efeitos 
 
DNA 
• codifica a especificação genética do 
organismo; 
• armazenador da informação genética; 
• visível ao microscópio óptico como 
cromossomos (grego chroma, “cor”; 
soma, “corpo”); 
Estrutura tridimensional - Dupla hélice – duas 
cadeias de polinucleotídeo 
Base Purina 
Base Pirimidina 
Desoxirribose 
Fosfato 
Pontes de 
Hidrogênio 
A 
C 
A 
T 
T 
A 
T 
G 
5’ 
3’ 5’ 
3’ 
DNA 
complementariedade das bases 
 
Fonte: IPGRI 
Unidades de medida 
 
- Pares de base (bp) 
- kilobase (1kb) 
- megabase (1Mb) 
 
Estrutura do gene 
Gene: codifica molécula de RNA funcional, 
possui regiões reguladoras 
 
 
Estrutura dos genes: regiões 
reguladoras, exons, íntrons 
Região reguladora – início do gene, não codifica. 
 
Intron – Região não codificante de um gene, 
preenchimento (função desconhecida). 
 
Exon – Região codificadora (expressa). 
 1 gene mamífero ≈ 7 exons 
Genes de procariontes e eucariontes 
Quadro 1. Comparação entre a organização celular dos 
procariontes e dos eucariontes. 
Procariontes: Genes são arranjados com 
pouco espaço entre eles. 
 Plasmídeo – DNA circular, presente na 
maioria dos procariontes 
 
 
 
Eucariontes: entre genes há muito espaço, 
DNA repetidos. 
 
Plasmídeo 
Natureza e tipos de genomas 
 
 
 Genômica: estrutura e função dos 
genomas 
 
 Genomas variam de tamanho 
 
 Virais, bacterianos, plastidial e 
mitocondrial, eucariótico 
 
 Viral 
 - Partícula morta (proteína e ácido 
 nucléico) 
 - DNA ou RNA 
 - Linear ou circular 
 
 Procariótico 
 - DNA e circular 
 - Introns são raros 
 
 Eucariótico nuclear 
 - 1 ou 2 grupos de cromossomos 
lineares no núcleo 
 
Cromossomos 
 
Filamentos espiralados de cromatina, existente 
no suco nuclear de todas as células, composto 
por DNA e proteínas. 
cromossomos 
 
 
 São dispostos individualmente nas 
células germinativas ou em pares nas células 
somáticas 
 
Cromatinas: 
1. Eucromatina: desespiralada, DNA se ativo. 
2. Heterocromatina:condensada, DNA inativo. 
(constitutiva e facultativa) 
Centrômero: parte mais condensada de 
cromatina, divide o cromossomo 
Telômero: extremidade 
Tipos: telocêntrico, acrocêntrico, 
metacêntrico. 
 
Cariótipo: conjunto ordenado de 
cromossomos 
A espécie humana: 
-22 autossômicos 
 (1 a 22) 
-2 sexuais 
 (X e Y) 
Mulheres : XX 
Homens: XY 
Funções dos genes: transferência de 
informações 
 
Genes – unidade fundamental da 
hereditariedade 
 
Funções reguladoras e codificantes 
 
Informação cromossomos DNA 
 
Genes codificam informação proteínas 
 
RNA: estrutura, classes, enzimas 
relacionadas, processamento 
• Fita única de ribonucleotídeos 
• Presença de Uracila 
• RNA polimerase- enzima catalizadora 
• Tipos: Mensageiro (RNAm) 
 Transportador (RNAt) 
 Ribossômico (RNAr) 
 
Transcrição: fases 
 Síntese de RNA a partir de DNA 
 Controle da expressão gênica 
 Processo seletivo 
 RNA polimerase – desempenham atividades 
necessárias para transcrição 
 RNAP I, RNAP II, RNAP III, RNAP 
mitocondrial (mtRNAP), e RNAP de cloroplastos 
 
RNAP I - sintetiza os rRNAs 
RNA P II - que sintetiza mRNA 
RNAP III - sintetiza tRNA, rRNA 5S, e 
outros RNAs. 
Sequências reguladoras: padrão de bases 
 promoters e enhancers 
 
 
 
 Procariontes: transcrição e tradução são 
simultâneas. 
 
 Eucariontes: transcrição ocorre no núcleo 
e a tradução no citoplasma. 
Procariontes e Eucariontes 
 
Proteínas: estruturas e funções 
 
 
 Polímero de aminoácidos: cada aminoácido 
tem grupo R com propriedades únicas 
 
 Grupos funcionais: amina e carboxila 
 
 Funções determinadas pela estrutura 
primária 
 
 Estrutural , Hormonal, Defesa, Enzimática 
Estruturas: primária,secundária, terciária, 
quaternária 
Tradução de proteínas 
  Ligação de aminoácido a RNAt 
 Ribossomos: Sítio da síntese protéica 
Iniciação, elongação, terminação 
Código genético: 20 aminoácidos 
Mutações:definição, tipos e efeitos 
 
 Modificação da informação genética na 
transcrição ou tradução. Casual ou 
induzida 
 Pontuais (substituição de bases), deleções 
e inserções,ou cromossômicas (inversões e 
translocações) 
 
 Pontuais: afeta uma única posição no gene. 
 
Missense; Nonsense; Samesense 
 
 Cromossômicas: alterações no número dos 
cromossomos ou alterações estruturais, 
rearranjos do DNA. (Síndrome de Down) 
Mutação Frameshift: inserção ou deleção de 
1 ou 2 nucleotídeos na fase aberta de leitura. 
 
 - Cada aminoácido após a mutação 
será alterado. 
 - Geralmente resulta em proteína 
não funcional. 
 
Efeitos de Mutações: 
 
 Reduz ou elimina função de proteína 
 Surgimento de novas características em 
uma população 
 Mutações em introns-exons, sequências 
reguladoras.