Introdução à Genética e Estrutura do DNA_2017

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DATA CONTEÚDO
19/09 Apresentação do Curso e Introdução à disciplina - Material genético: Histórico e 
características gerais
26/09 Dinâmica da Informação Genética
03/10 Fluxo da Informação Genética – Regulação Gênica em Procariotos e Eucariotos
10/10 Fluxo da Informação Genética – Regulação Gênica em Procariotos e Eucariotos
17/10 Mutação. Origem e Mecanismo de reparo do DNA
24/10 Avaliação I
31/10 Cariótipo humano. Alterações cromossômicas numéricas e estruturais
07/11 Aconselhamento Genético - Montagem de heredogramas e diagnóstico - Prática de Montagem 
de Cariótipos
14/11 Herança Monogênica e Fatores que afetam os padrões de herança
21/11 Herança multifatorial ou complexa
28/11 Avaliação II
05/12 Erros inatos do metabolismo
12/12 Hemoglobinopatias
09/01 Genética do câncer: oncogênes e supressores tumorais
16/01 Seminário - Biotecnologia aplicada a Farmácia
23/01 Seminário - Biotecnologia aplicada a Farmácia
30/01 Avaliação III
06/02 Exame
Introdução à 
Genética
Fundamentos da 
Estrutura Genômica
Introdução à Genética
QUAL A IMPORTÂNCIA DA GENÉTICA NA FARMÁCIA?
GENÉTICA É IMPORTANTE NA SUA ÁREA?
 Genes que influenciam nossa vidas
 Altura, peso, cor dos cabelos, pigmentação da pele
Importância da Genética
 Associada a doenças
 Doenças hereditárias e suscetibilidade a doenças 
(cardiovasculares, Alzheimer, câncer...)
 Diagnóstico
 Tratamento  Terapia gênica
Importância da Genética
 Algumas características são determinadas quase que 
totalmente por genes (determinismo genético)
 Síndromes, doenças do metabolismo, Albinismo, anemia 
falciforme
 Maioria das características tem consideráveis 
componentes ambientais
 Câncer
 Obesidade
 Diabetes
 Pressão alta
Importância da Genética
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 Indústria farmacêutica
 Medicamentos sintetizados por fungos e 
bactérias geneticamente modificados
Ex.: Insulina
 Farmacogenética e farmacogenômica
 Medicina personalizada: medicamentos 
“desenhados” para o tratamento de pacientes 
com genótipos específicos
Importância da Genética
 Agricultura e pecuária
 Aplicação dos princípios genéticos no 
melhoramento de plantas e animais
Fonte: https://senhoradesirius.wordpress.com/2015/08/19/a-industria-dos-transgenicos-animais-brf-brasil-
foods-sadia-e-perdigao-os-alimentos-frankenstein-19-08-2015/
Importância da Genética
Material Genético: DNA
Contém informação complexa
Deve se replicar fielmente
Deve codificar o fenótipo
Precisa ter a capacidade de variar
Material Genético: DNA
Embora nossa compreensão sobre como o DNA codifica a
informação genética seja relativamente recente, o estudo da
estrutura do DNA se desenrola há mais de 100 anos...
2015: CRISPR nova ferramenta de edição de DNA
Estudos iniciais do DNA Estudos iniciais do DNA
 1868: Johann Friedrich Miescher (médico suíço)
 Estudou a química do pus
 Isolamento dos núcleos dos leucócitos
 Substância levemente ácida e rica em fósforo: 
nucleína, renomeada como ácidos nucleicos
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Estudos iniciais do DNA
 1887: Vários pesquisadores  a base da hereditariedade 
estava no núcleo
 Acido nucleico e proteínas: Cromatina
Material genético?
Estudos iniciais do DNA
 Final dos anos 1800: Albrecht Kossel (bioquímico alemão)
 DNA contém 4 bases nitrogenadas: adenina, citosina, 
guanina e timina
Estudos iniciais do DNA
 1905: Phoebus Aaron Levene (Instituto Rockefeller) 
 DNA consiste em grande número de unidades ligadas, 
repetidas, chamadas de nucleotídeos
 Nucleotídeo: açúcar, fosfato e base nitrogenada
Teoria dos tetranucleotídeos: 
DNA consistia em uma série de 
unidades de 4 nucleotídeos
DNA-simples e 
invariável
Proteínas eram o 
material genético
Estudos iniciais do DNA
 1940-1950: Erwin Chargaff
 Dosaram a quantidade de cada base nitrogenada
 DNA de organismos diferentes variam em 
composição de bases
 A=T e C=G
Regras de Chargaff
Material genético: DNA
 1866: Mendel identificou as regras básicas da 
hereditariedade, não tinha ideia da estrutura física da 
informação da hereditariedade
➢ Início do século 20 biólogos concluíram 
que os genes estavam nos cromossomos 
(DNA e proteína)
➢ Griffith (1928); Avery, MacLeod e McCarty
(1944): Experimentos com bactérias e vírus
DNA, em vez da proteína, 
era o material genético.
Estrutura Tridimensional do DNA
 1953: James Watson e Francis Crick
 Estudos de difração de raios X
 1947: William Astbury
Maurice Wilkins e Rosalind Franklin
William Astbury
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Estrutura Tridimensional do DNA
 1953: James Watson e Francis Crick
 Chave para a descoberta:
Pareamento das bases
 1953: James Watson e Francis Crick
 Dois filamentos de nucleotídeos enrolados um no outro para 
formar uma hélice com giro para a direita, com os açúcares 
de fosfatos do lado externo e as bases do lado interno
Estrutura Tridimensional do DNA
 1953: James Watson e Francis Crick
 Publicação na Nature
 Wilkins e Franklin: publicaram dados de difração 
de raios X – estrutura helicoidal 
Prêmio Nobel 1962
Estrutura Tridimensional do DNA
Estrutura do DNA
Estrutura do DNA
 Níveis de complexidade do DNA eucarioto
Terciário
Secundário
Primário
Estrutura do DNA
 DNA procarioto
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• Forma circular, na qual a dupla hélice se fecha por seus extremos –
cromossomo único 
• Também presente como DNA extracromossomal (DNA de plasmídeos) 
➢Células eucarióticas: DNA presente na mitocôndria 
Estrutura do DNA
 DNA procarioto
Estrutura do DNA
 Estrutura primária
 Cadeia de nucleotídeos unidos por ligação fosfodiéster
Estrutura do DNA
 Estrutura primária
 Colar de nucleotídeos unidos por ligação fosfodiéster
 Pentose, base nitrogenada e grupo fosfato
DNA RNA
Ácido 
desoxirribonucleico
Ácido 
ribonucleico
Estrutura do DNA
 Estrutura primária
 Colar de nucleotídeos unidos por ligação fosfodiéster
 Pentose, base nitrogenada e grupo fosfato
Purinas
Pirimidinas
Adenina
Guanina
Citosina
Timina
Uracila
Estrutura do DNA
 Estrutura primária
 Colar de nucleotídeos unidos por ligação fosfodiéster
 Pentose, base nitrogenada e grupo fosfato
Estrutura do DNA
 Estrutura primária
 Colar de nucleotídeos unidos por ligação fosfodiéster
 Pentose, base nitrogenada e grupo fosfato
Carga negativa: 
acidez do DNA
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Estrutura do DNA
 Estrutura secundária
 Configuração tridimensional
 Depende da sequência de bases e das condições nas 
quais está colocada
Estrutura do DNA
 Estrutura secundária: Dupla hélice
 Dois filamentos polinucleotídicos enrolados um ao outro
Ligação covalente 
fosfodiéster
Filamentos 
complementares
Polaridade inversa
Estrutura do DNA
 Estrutura secundária
 Filamento polinucleotídico de RNA
Filamento simples
Estrutura do DNA
 Estruturas secundárias diferentes
 DNA-B
Watson e Crick
 Ambiente abundante em água
Mais estável
 Alfa-hélice
 DNA-A
 Ambiente com pouca água
 Alfa-hélice
Menor e mais larga
 DNA-Z
 Hélice com giro para esquerda
 Ambiente com muito sal
Estrutura do DNA
 Nascimento da Genética Molecular
 Estudo da natureza química e molecular da informação 
genética
 Três propriedades do material genético
 Capacidade de levar grandes quantidades de informação
 Variação na estrutura
 Replicar fielmente
 Filamentos complementares
 Traduzir suas instruções no fenótipo
 Dogma central da Biologia Molecular
DNA Transcrição RNA Tradução Proteínas
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária: super-helicoidização
 Célula humana: 6 bilhões de pares de bases
 DNA deve ser compactado
 Torna o DNA inacessível
 Capacidade de deselicoidizar parcialmente
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Estrutura do DNA
 Estrutura terciária: super-helicoidização
 DNA com 6 bilhões de pares de bases
 Esticado: 1,80m
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Cromossomos eucarióticos
Ciclo celular: alterações no nível de compactação
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Estrutura da cromatina
 DNA associado a proteínas
 Eucromatina
 Condensa e descondensa durante o ciclo celular
 Maioria do cromossomo
 Onde ocorre a maior parte da transcrição
Heterocromatina
 Permanece altamente condensado
 Centrômeros e telômeros
 Cromossomo X inativo
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Estrutura da cromatina
 Histonas: Proteínas mais abundantes
 Proteínas pequenas de carga positiva
 Tipos: H1, H2A, H2B, H3 e H4
 Proteínas não-histonas
 Ajudam no dobramento e na 
compactação do cromossomo
Estrutura terciária do DNA
 Níveis de organização da cromatina
 Nucleossomo
 Duas voltas de um filamento de DNA 
ao redor de um octâmero de 
proteínas histona
Estrutura terciária do DNA
 Níveis de organização da cromatina
 Nucleossomo
Histonas H2A, H2B, H3 e H4
Histona H1
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Estrutura terciária do DNA
 Níveis de organização da cromatina
 Estrutura de maior ordem
 Dobramento de nucleossomos sobre si 
mesmos
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Cromossomos eucarióticos
 Cada cromossomo = uma molécula de DNA
46 cromossomo (23 pares)
22 pares: autossomos
1 par: cromossomos sexuais
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Classificação dos cromossomos – Posição do centrômero 
p 
Braço 
curto
q 
Braço 
longo
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Cromossomos homólogos
Estrutura do DNA
Centrômero
 Estrutura terciária
Estrutura do DNA
 Estrutura terciária
 Mapas de doenças gênicas
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BIBLIOGRAFIA
LEWIS, R. 2004. Genética Humana: Conceitos e Aplicações. 5a. Ed. 
Guanabara Koogan.
MOTTA, P.A. 2005. Genética Humana aplicada à psicologia e toda área 
biomédica. 2a. Ed. Guanabara Koogan.
PIERCE, B.A. Genética: um enfoque conceitual Guanabara Koogan, 2004.
SNUSTAD, D.P., SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 2ª Ed. 
Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. 2001. 756p.
JORDE, L.B., CAREY, J.C., BAMSHAD. M.J., WHITE, R.L. Genética Médica. 
3ª Ed. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. 2004. 297p.