genetica

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Introdução a genética
O que e genética?
É o estudo dos mecanismos de herança e de variação nos organismos vivos.
Os mecanismos que controlam a herança e variação nos seres vivos, embora antagônicos, se complementam.
Variação -> permite que existam diferenças sobre as quais podem agir os mecanismos de seleção, proporcionando o melhoramento e a evolução da espécie 
>Por outro lado a herança permitirá a manutenção destas características 
Variação não herdavel não proporciona melhoramento genético
Se não houvesse variação os organismos seriam todos iguais, não teriam diferenças
É o estudo dos mecanismos da transferência da informação de célula para célula dos pais ara filhos e assim, de geração para geração
É o estudo que se dá a transferência das características de pai para filho
- Como são herdadas as semelhanças 
- Como são herdadas (como surgem) as diferenças.
 Hereditariedade > tendencia de iguais gerar iguais
Variação > engloba todas as variações (genéticas e ambientais) dos descendentes
Explica como ocorre o processo de desenvolvimento a partir de uma célula ate um indivíduo completo (nosso seria o zigoto, gameta do pai e gameta da mãe)
· Importância da genética
A genética foi e continuará sendo uma das ciências que mais tem contribuído com a humanidade.
Principais consequências do aumento da população humana:
- Aumento dos problemas de saúde
- Questões ambientais, alterações climáticas, lixo, água potável.
- Aumento da competição no mercado de trabalho
- Aumento da demanda por alimento, fibras, biocombustíveis, proteínas
A genética tem contribuído para a amenizar todos estes problemas
- Desenvolvimento de vacinas
- Evitar o surgimento e disseminação de pandemias
- Estudo de doenças genéticas 
- Correção de distúrbios genéticos 
Evolução da soja no Brasil:
A produção de soja no brasil era concentrada no sul do brasil
- Geneticistas brasileiros selecionaram plantas com período juvenil longo, que mesmo com dias curtos vegetam primeiro e só depois iniciam o florescimento.
* Histórico da genética 
Desde 1860 – buscas a definição e ao entendimento do que é o gene. Procurava-se entender a herança
Inicialmente pensava-se em misturar ou fusão de características dos pais (teorias incorretas) 
1866 – Gregor Mendel
Foi contratado para buscar um fundamento matemático e físico para a prática da reprodução de plantas
- Trabalhou com ervilhas
* 1902 Walter S sutton
Teoria cromossômica da herança – Genes nos cromossomos (baseados em estudos citológicos)
· 1905 – W.Bateson
Termo Genetica a partir da palavra grega ‘GERAR’
· 1906 – Willian bateson
Provou o princípio da ligação (vários fatores em cada cromossomo), mas faltaram algumas explicações 
· 1909 – W Johannsen
Criou o termo gene
· 1912 – Thomas Morgan
Comprovada a ligação dos genes nos cromossomos em uma disposição linear por thomas morgan em drosófila através de trabalho realizado pelos estudantes de doutorado BRIDGES, MULHER, STURTEVANT
Possibilidade de construir um mapa físico de cada cromossomo, com a localização e as distancias entre cada gene
· 1927 – H.J Mulher
Raios 	X causavam mutações em drosófila
· 1937 a 1940
Especulações sobre a natureza química do gene. Isto marcou o inicio da genética molecular
· 1940 – Osvald AVERY
Provou serem os genes compostos de acido desoxiribonucleico ( DNA)
· 1941 – G.Beadles e E.L Tatum 
Pigmento do olho da drosófila. Varias etapas na síntese do pigmento. Cada etapa é comandada por um gene.
Só foi possível chegar a estas descobertas através de falhas no metabolismo ( falta de enzimas)
Dai surgiu a hipótese um gene uma enzima a qual conseguiram comprovar em fungos
· 1944 AVERY,MacLEOD e mcCarty
Comprovaram ser o DNA o material genetico. Utilizaram bactérias causadoras de pneumonia
GENETICA MOLECULAR
A genética molecular surgiu da convergência de três disciplinas diferentes: a genética, a bioquímica e a física molecular
· Histórico da descoberta do material genético
1868 - Friedrch MIESHER
- Isolou acido nucleico, chamando-a de nucleina ( que mais tarde foi chamado de DNA
* 1912 Evidencias de que o DNA é o material genético
- DNA ocorre em quantidade constante
- Proteínas, polissacarídeos e RNAs quantidade variável com tecido e individuo
- Complexidades das moléculas (DNA, proteínas, polissacarídeos e RNA)
· 1928 Fredrick GRIFFITH
Trabalhando com bactérias causadoras de pneumonia em ratos comprovou que havia um princípio transformante 
Duas estirpes de > Streptococcus pneumoniae
- Lisas S > virulentas
- Rugosas R > não virulentas
As rugosas (R) não sintetizam polissacarídeo e são fagocitadas
As rugosas R não causam pneumonia nos camundongos 
* se misturar a bactéria estirpe2 R viva com a bactéria estirpe1 S morta a cobaia vive, mas logo depois morreu, abriu a cobaia no meio e retirou as bactérias e encontrou a bactérias estirpe2 e estava produzindo polissacarídeo, estava crescendo de forma lisa, ou seja, adquiriu a informação para produzir o polissacarídeo havia um princípio transformante que tornava a estirpe2 R em estirpe2 S ou seja ele fez uma transformação genética * 
* 1944 – AVERY, MACLEOD E MCCARTY
Repetiram o experimento de griffith, com modificações. Desenvolvimento na área a física e da química permitiram estas modificações – fracionamento e degradação enzimática
PORQUE GRIFFITH NÃO HAVIA PENSADO NESTAS MODIFICAÇOES?
Ele não tinha as mesmas ferramentas, e a segunda guerra destruiu seu laboratório e morreu.
DNA é o material genetico nos seres superiores
Estudando características do espectro da absorção do DNA e das proteínas constataram que:
- comprimentos de onda capazes de provocar mutações (250 a 280 nanômetro) eram aqueles absorvidos pelo DNA 
- comprimentos de onda incapazes de provocar mutações ( acima de 310 nanômetros eram aqueles absorvidos pelas proteínas )
Desta forma demonstraram ser o DNA o material genético em organismos eucariontes
Hoje se sabe que a informação genética de todos os organismos vivos, é armazenada no DNA, com exceção dos vírus de RNA
· 1957 – FRAENKEL CONRAT > mostrando que o RNA é o material genetico no vírus causador do mosaico do fumo (tmv)
· 1953 james WATSON e francis crick > Propuseram a estrutura molecular do DNA, baseados em evidencias genéticas, bioquímicas e físicas obtidas de outros pesquisadores.
Acredita-se que eles visitaram o laboratório de Franklin e viram o trabalho dela. Isso indiretamente os alertou sobre a forma helicoidal que ela concluiu originalmente 
Esta proposição resultou da confluência da 
- teoria genética > que contribuiu com o conceito da codificação pelos genes
- teoria física > que tornou possível a determinação da estrutura molecular através da analise dos raios X 
- bioquímica > que revelou a composição bioquiica do DA pareamento dos nuclotideos 
Para explicar a estrutura do DNA construíram uma maquete e utilizaram o exemplo de uma escada de cordas
Estruturas dos ácidos nucleicos
Cromossomos > corpos coloridos
· Estrutura do acido desoxiribonucleico (DNA) > Composto por monômeros chamados de nucleotídeos 
Cada nucleotídeos contem: ( base ,açúcar e o acido fosfórico)
- Um açúcar de 5 carbonos ( desoxirribose)
- Um acido fosfórico
- Uma das 4 bases nitrogenadas 
A e G > púricas 
T e C > pirimídicas
Adenina e guanina sempre se paream 
Timina e guamina sempre se paream
NUCLEOTIDEOS >> esta molécula serve para transportar energia ao invés de armazenar informação genética
Características do DNA:
- Duas fitas > 
- Enroladas para a direita – dupla hélice
- Fitas antiparalelas
- Parte variável > bases nitrogenadas, interior da dupla fita
- Pareamento específico das bases nitrogenadas 
- Alta estabilidade da dupla fita de DNA > altamente estável, bases hidrofóbicas 
- As bases nitrogenadas da fita oposta são predeterminadas e complementares
- a molécula de DNA não tem ramificações 
- Diversidade GENETICA > se dá pela sequência de bases 
DNA > ausência da hidroxila 2 reduz a suscetibilidade do DNA a hidrolise e permite a formação da dupla hélice 
RNA> Presenda de hidroxila 2 permite estrutura secunadaria complexa do RNA, como a formação de ribosimas( molécula instável )
ESTRUTURA DO ACIDO RIBONUCLEICO ( RNA)
- o açúcar é ribose 
* diferenças com relação a estrutura do DNA:
- a base nitrogenada uracila no lugar da timina
 ~ Compõe > adenina, guanina, citosina e uracila 
- Apresenta uma única fita
- Função > utilizar a informação genética do DNA na formação de um polipeptideo (proteína)
 Organização do material genetico do DNA
Hierarquia estrutural na organização molecular da célula
O núcleo e um organela contendo vários tipos de complexos moleculares incluindo cromossomos.
Por que o DNA é condensado/ empacotado / organizado? qual a importância disso?
- Proteção contra danos (proteger o DNA)
- Transmissão eficiente da informação para celular filhas, durante as divisões celulares
- Confere a organização a célula: regulação da expressão
Recombinação cromossômica
Procariontes > não tem núcleo definido
Nucleoplasma – cromossomo DNA livre (não se associa a proteínas )
- Geralmente composto por um único cromossomo circular localizado numa zona chamada nucleoide no citoplasmas 
- também pode existir DNA sob a forma de anéis, os plasmídeos 
Eucariontes > núcleo diferenciados (dna se associa a proteínas que pretegem ele )
Carioteca, cariolinfa,
- cada cromossomo apresenta uma única molécula de DNA 
- DNA esta associado a proteínas histônicas e não histônicas formando a cromatina. Tipos de proteínas histonicas: H1, H2A, H2B, H3 e H4.( 5 tipos)
- DNA é condensado ~ 50 mil vezes da dupla hélice > cromossomo
- Máxima condensação ocorre na metáfase , onde observamos o cromossomo metafasico
DNA confinado em um pequeno compartimento
*Grande diversidade de proteínas nucleares
- proteínas histonas ( são comuns nos eucariontes)
- proteínas não histonas no cromossomo
No cinetócoro, no telômeros, no scaffold ( esqueleto do cromossomo)
- Proteína da maquinaria da replicação
DNA polimerases
Helicases
Primases
-Proteínas importantes na alteração do empacotamento enrolamento da cromatina durante a transcrição
RNA polimerases
Acetilases
Factores de transcrição
Ao retirar as histonas o DNA se descondensa completamente, mas mantem-se preso ao esqueleto proteico ao nível dos cromomeros formando numerosas alças
Cromatina- > Eucromatina ( ela se condensa só pra divisão celular, logo após a divisão ela volta a se descondensa) contem a maioria dos genes 
Heterocromatina -> se descondensa bem tardiamente, quando começa a duplicar o DNA
Todo DNA vai se descondensar para ser duplicado, se ele não se descondensar ele não é duplicado 
Heterocrotomatina constitutiva: porção permanente condensado do cromossomo (acontece na maior parte dos cromossomos)
Heterocromatina Facultativa: porção condensada em tipos específicos de células cromossomos ( ex cromossomos x (nas femeas))
· CONCEITO E ESTRUTURA BASCA DE UM GENE
O que é um gene? ( é um pedaço da molécula do DNA responsável por uma característica )
- segmento do DNA, situado numa posição especifica de um determinado cromossomo, que participa da manifestação fenótipo de um certo caráter 
- tem inicio e fim, sinalizado por uma pequena sequência de nucleotídeos
- a informação esta organizada em palavras e não em letras individuais (códon)
- a bactéria com o menos genoma conhecido, Mycoplasma genitalium, possui ~ 470 genes de ~ 580.070 pares de bases (pb)
-em mamíferos o tamanho dos genes varia de ~300 a~100.00 pb. O gene mais longo conhecido é o da distrofina ~2.400.000 (pb)
- A manutenção de um gene indica que ele confere vantagem evolutiva para o organismo. O destino final de um gene que deixa de ser útil é a acumular mutações até que não seja mais reconhecível
Qual a estrutura de um gene? É diferente em eucariontes e procariontes ?
Organização da informação na molécula de DNA de um procarioto
- Uma dupla hélice
- A informação está codificada na sequência de bases
- A expressão de um gene se dá pela transcrição DNA > mRNA
~ Os eucariontes o gene elas tem regiões que são informativas e regiões não informativas 
 Quantidade de DNA e o número de genes por genoma
- milho tem ~1500 vezes mais DNA que a Escherichia coli
- milho tem só ~8 vezes mais genes que a Escherichia coli
Porque?
Nos vírus e procariotos quase todoo DNA codifica genes.
* Nos eucarioto tem-se 3 classes de DNA:
- DNA altamente repetitivo (6 á 300 pb) – até 1 milhao de copias por genoma. Geralmente próximo ao centrômero. Menos frequente ao longo do genoma, em regiões não transcritas e dentro de genes.
- DNA moderadamente repetitivo (~300 á ~ 10 mim pb) de ~100 á 10.000 copias por genoma. rRNA, histonas, sítios regulatórios, etc
- DNA não repetitivo (~ 75 á 100 mim pb) a grande maioria dos genes
(Genoma é todo DNA cromossômico, todo DNA que está dentro do núcleo ou seja toda informação genética que o organismo tem )
· Grande parte do nosso genoma são genes que não fazem parte das nossas proteínas, grande parte dedicado a nossa regulação
Hoje o sequenciamento do genoma é considerado a parte fácil
- Primeiro genoma humano > quase três bilhões de dólares
- Hoje genoma humano > menos de mil dólares 
A parte difícil do trabalho é como desvendar o significado de uma sequência de DNA
- Alta quantidade, a ponto de não saber o que fazer com ela
- Alta complexidade, apresentando grande dificuldade de decifrar
Quantidade de DNA e número de genes por genoma
- Relação de complexidade do organismo com o número de gene e com dimensão do genoma
Ex -> ARROZ e MILHO – número de genes semelhante 
· Organismos semelhantes diferem na dimensão do genoma, mantendo o mesmo número de genes aproximadamente
( DNA é igual de todos, mas o sequenciamento genético muda )
EXTRAÇÃO DO DNA
- é a separação do DNA dos demais componentes da célula 
- Entende o processo de extração é importante para desmistificar o estudo do DNA 
- Manter a integridade da molécula de DNA preserva a informação genética 
Como manter a integriadade do DNA, quando fora da célula?
1- Evitar danos físicos e químicos á molécula de DNA
2- Evitar a ação das nuclease (nucleases = enzimas que degradam ácidos nucleicos)
(o citoplasma é cheio de nucleases que degradam o DNA )
(RNA é instável )
Etapas da extração do DNA :
- Coletar amostra sangue, tecido, folha
-Obter DNA integro e livre de impurezas
-Romper membranas 
- degradar/eliminar proteínas 
-degradar/eliminar outros componentes celulares
- Uso de propriedades da molécula de DNA
- Precipitar o DNA (conservar a longo prazo)
- Visualizar o DNA corado, em luz ultravioleta, após a separação em gel de agarose
> > conferir a quantidade e a qualidade do DNA obtido
( DNA é solúvel em agua e precipita em soluções alcoólicas )
Importância cientifica da extração de DNA :
- Conhecimento do genoma
-Conhecimento da variabilidade genética
-Diagnostico de alterações genéticas
- Identificação de patógenos
-Identificação de indivíduos
-Identificação de paternidade
- Construção de transgênico (Inserção de DNA exógeno no DNA de outro organismo)
- Análise do transgênico
- Análise de relação entra organismos 
* FUNÇOES DO MATERIAL GENETICO (FUNÇOES DO DNA)
- Armazenar a informação de forma estável
- Duplicar e transmitir informação genética com precisão
- Transferir a informação para: Todas as partes da célula (comandar a célula)
 Todas as outras células (durante a divisão)
- Sofrer variação sob a forma de mutação 
“Dogma central da biologia” define as três principais etapas do processamento da informação genética: duplicação do DNA, transcrição para o RNA e tradução forma o polipeptídio (polipeptídios > são as proteínas)*
· Duplicação do DNA (Replicação)
Não é intacta, as pontes de hidrogênio se rompem, fitas complementares se separam e cada fita forma uma molécula hibrida
- O pareamento específico entre as bases permite que cada fita simples de DNA sirva como molde para a sai fita complementar
- O modelo semiconservativo
 > 1958 – MSELSON e STAHL: Demonstraram que a duplicação é semiconservativa, Separação física da dupla fita de DNA marcada com 14N e 15N
(O modelo semiconservativo proporciona grande precisão na duplicação do DNA)
(nos temos 20tipos de aminoácidos)
 (Numa célula eucarionte se forma o RNA primário, ele tem que ser processado para virar um RNA maduro e só depois ele irá para o citoplasma que vai ser lido e fabricado numa cadeia peptídica numa proteína)
DNA polimerase é a responsável pela duplicação do DNA
Exigências para duplicar o DNA > fita molde
· Iniciador (primer) – pequeno fragmento de RNA
· desoxiriboNucleotideos ( A C T G)
- Acrescenta nucleotídeos somente na extremidade 3’ do iniciador
- A nova fita é sintetizada somente no sentido 5 linhas > 3 linhas
- A síntese em uma das fitas é continua e na outra é descontínua
* Duplicação do DNA (Replicação)
A velocidade de desenrolamento do DNA parental, na forquilha de replicação nas células de Echerichia coli é de 4.500 rpm
Seriam necessários 2 meses para a replicação do DNA de uma célula eucarionte, se houvesse apenas uma forquilha de replicação.
· Em eucariontes há milhares de pontos de replicação simultâneos
Desta forma o tempo necessário para a duplicação do genoma de um eucarionte é menor do que o genoma de um cromossomo bacteriano.
A replicação é assistida por proteínas que quebram o super enrolamento do DNA > DNA girasse – um tipo de topoisomesase
(DNA girasse sintetiza rápido)
Dna girasse – corta uma das fitas
Helicase- são as que afastam as fitas
Dna primase – coloca a marca para iniciar (o primer)
Dna polimerase – trabalha para fabricar a nova fita uma de forma continua e outra de forma descontinua
Revisão e correção da duplicação do DNA
A DNA polimerase faz a reedição/revisão da dupla fita recém formada, verificando se as bases estão realmente se ligando por pontes de hidrogênio
· Sem ligação por pontes de H+ significa que há uma incompatibilidade de base
· > A base incorreta é substituída pela correta
A replicação do DNA envolve dezenas de enzimas diferentes e outras proteínas trabalhando juntas como uma máquina de replicação para fazer o trabalha corretamente e praticamente livre de erros 
Resumo de duplicação do DNA
- helicase desenrola a dupla fita de DNA
- Proteínas de ligação á fita simples (SSBP) e o DNA é desenrolado
- Fita Líder é sintetizada continuamente 5 > 3
-Fita atrasada e sintetizada aos pedaços (fragmentos de okazaki)
- Os iniciadores são substituídos por DNA durante processo de reparo/reedição
TRANSCRIÇÃO
A função primaria do gene (DNA) é produzir uma cadeia polipeptídica (proteína)
O DNA está no núcleo da célula
O DNA transfere suas informações para moléculas de RNA, as quais levam a informação genética até o local da síntese proteica 
A síntese proteica ocorre no citoplasma
Este processo de transferência da informação genética do DNA para o RNA é chamado de transcrição 
Transcrição : DNA > RNA TRANSCRIÇÇÃO É SELETIVA somente parte do DNA é transcrito ( genes ou grupo de genes)
(duplicação é duplicado todo DNA e a transcrição só transcreve aquela parte do DNA que é necessária aquele momento)
Regiões promotoras (Sítios promotores):
Região de ligação da RNApolimerase precede ~35 bases a região codificante
Região de consenso
RNApolimerase inicia a separação das fitas de DNA
- Precede 5 a 20 bases a régio codificante
- Composta por 7 bases TATAATG
Conhecidas como:
“Pribnow box” em procariontes
“TATA box” (hogness box) em eucariontes 
( a enzima que faz a transcrição é a RNApolimerase e quem faz a duplicação é a DNApolimerase)
(Toda a informação do DNA está na sequência de bases)
Transcrição reversa (DNA < RNA)
Retrovírus e Retrotransposons fazem uso da transcrição reversa parra multiplicarem-se, utilizando a maquinaria celular ( pega o RNA e transforma e DNA)
Viroses de RNA > HIV, Coronavírus, TMV
Tipos de RNAs e suas funções 
Principais tipos de RNAs:
- rRna (RNA ribossomico)
- tRNA (RNA transportador)
- Mrna (RNA mensageiro)
- snRNA (pequenos RNAs nucleares, geralmente não codificantes)
RNA ribissomico (rRNA)
· Maior proporção de RNA celular
· Formado principalmente na RON 9regiao organizadora do nucléolo)
· Componente dos ribossomos
· Está associado com o fenômeno da tradução
RNA transportador (tRNA) 20 tipos
· Moléculas pequenas (73 a 93 nucleotídeos)
· Receptores e transportadores de aminoácidos (fundamentais na síntese proteica)
· Enrolam-se sobre si, pareando ~50% das bases formato de folhas de trevo
- Reconhecimento da aminoacil-tRNA-sintetase
- Ligação tRNA ao ribossomo 
-Anticódon (três nucleotídeos) – É o interpretador
- Sitio de ligação do aminoácido
A) Esquema da estrutura secundaria do tRNA mostrando o sitio de ligação do aminoácido (extremidade 3’)
B) Estrutura terciaria do tRNA
RNA mensageiro (mRNA)
· É formado a partir da transcrição do DNA (gene)
· Muitos tipos por célula ( Uma única célula eucariota pode ter mais de 10 mil tipos diferentes de mRNAs
· Procariontes > Menos estabilidade – é degradado após a tradução (ocorre transcrição e tradução simultânea, a medida que vai havendo a transcrição ou seja que vai acontecendo a formação do RNA mensageiro imediatamente ele já vai sendo traduzido, vai produzindo uma proteína e após isso o RNA já vai sendo degradado. Então o RNA após a transcrição ele é traduzido e degradado)
· Eucariontes > Maior estabilidade – vida útil longa – transcrito muitas vezes.
- transporta a informação genética contida no núcleo ate o citoplasma, onde ocorre a síntese proteica
(Nos eucariontes eles já possuem o núcleo definido, dentro do núcleo ocorre a transcrição e se forma um RNA chamado de nuclear heterogêneo RNA, este RNA ele vai ser processado para só depois virar o RNA mensageiro. No núcleo ocorre a transcrição e o processamento do RNA, este RNA mensageiro processado ele vai para o citoplasma e lá no citoplasma ele é traduzido para proteínas)
- Nos eucariontes ocorre o Processamento do hnRNA a mRNA > O DNA de eucariontes apresenta segmentos que codificam aminoácidos (exons), separados por segmentos sem poder de codificações (introns ) (Primeiro: retirado do que se chama introns partes não codificantes segundo colocação do capacete que é uma guanina, terceiro colocação da cauda poliA que são uma sequência de adeninas)
- Endonucleases degradam os segmentos retirados
-Exons são religados formando o mRNA
- Adição do Capacete 5’ eda Cauda poli-A 3’ 
Proteção do mRNA (endonucleases)
Facilitar a passagem do mRNA pelas membranas celulares
O CODIGO GENETICO 
Década de 1950 – Proteínas > uma serie de aminoácidos
1955 Sanger sequencia os aminoácidos da insulina
Sequenciamento de Ácidos nucleicos e Proteínas 
· Mostrou relação entra as sequencias de nucleotídeos e aminoácidos
· Surgiu a hipótese deum código genético
- 1 fase foi especulativa – como 4 bases codificavam 20 AAC
- 2 fase ocorreu a partis de 1960 com a síntese in vitro de mRNA pela enzima polinucleotideo fosforilase a qual não necessita de molde (DNA) depende da (bases) no meio de cultura
- 3 fase ocorreu com Niremberg e Leder (1964)
mRNA sintéticos
- Inicialmente com um tipo de base
Depois com 2 tipos de bases, combinações de 2 em 2 bases
Primeira forte evidencia de um código genético
· 1964 – Nirember e Leder descobrem que:
tRNA carregado com seu AAc se ligam ao complexo Ribossomo + mRNA. Pequeno mRNA já era suficiente
Niremberg e Leder desenvolveram poli-ribonucleotideos de cadeia curta com sequência conhecida
PROPRIEDADES do código genético 
1- A unidade – o códon 5- Não é ambíguo
2- Ponto inicial 5’AUG3’ 6- É degenerado
3- Não é sobreposto 7- É universal
4- Não tem virgulas 8- Tem ponto final 
A cada 3 bases nitrogenadas é codificado um dos 20 aminoácidos. O mRNA sintetizado por Har Khorana produz uma sequência de aminoácidos que comprovam a unidade do código genético.
5’AUG 3’ codifica para o aminoácido Formil-Metionina ou metionina
A sequência anterior ao códon
· Garante início no local correto
· É complementar a subunidade menor do ribossomo (rRNA)
5’ AUG 3’ no meio da cadeia do mRNA a tradução é normal > metionina
 NEM TODAS AS PROTEINAS APRESENTAM A FOMI-METIONINA INICIAL PODE SER RETIRADAENZIMATICAMENTE DURANTE O PROCESSO DO POLIPEPTIDIO
A mutação de substituição de uma base de um códon troca somente um aminoácido na cadeia polipeptídica 
· A leitura se da a partir do ponto inicial 5’AUG3’
· Se houver a deleção de uma base altera a matriz de leitura, deste ponto em diante. 
· Isto pode ser ilustrado na leitura de uma frase
Se apagarmos a primeira letra e utilizamos a leitura de três em três letras teremos a segunda frase sem sentido
· Em condições normais o código genético não e ambíguo
 ( Um códon codifica apenas um tipo de aminoácido)
· Em condições fora da normalidade, extremas/alteradas 
- de pH
-de temperatura
- pr4sença de estreptomicina, etc
O código genético pode ser ambíguo, mas só em condições extremas. Em condições extremas, na Escherichia coli o códon 5’UUU3’ pode codificar para fenilalanina, leucina, treonina ou isoleucina.
 UUU > só codifica para fenilalamina
CGU > só codifica para Arginina
O código degenerado é vários códons codifica para um mesmo aminoácido 
(Os procariontes têm organização do matéria genético de forma polar sobre ele mesmo protegendo a informação já nos eucariontes o DNA se associa a proteína) 
REGULAÇAO DA EXPREÇÃO GENICA em procariontes:
- Regulação do operon lac de Escherichia coli – Sistema indutivo
- Regulação da síntese de triptofano em Escherichia coli
Regulação da expressão genica em eucariontes
a) Rearranjo do DNA, durante a transcrição ou processamento
b) Controle de transcrição
c) Processamento dos transcritos primários para formar o Mrna
d) Controle da tradução
e) Controle após a tradução 
· Zigoto ao indivíduo adulto – Ocorre devido:
- Ao aumento no número de célula e,
- A diferenciação celular (cada célula do organismo utiliza apenas algumas de suas informações)
(o zigoto para se tornar adulto ele aumenta o número de células, o mecanismo que faz o aumento dessas células é a mitose, um tipo de comportamento que os cromossomos utilizam na divisão celular que permite a manutenção da informação da célula)
* Dois tipos de genes quanto a regulação da expressão:
- Constitutivos (minoria dos genes)
-Induzidos (a grande maioria)(responsáveis pela economia, eles regulam e diferenciam as células para serem mais econômicas)
* É fundamental conhecermos os fatores que afetam a expressão genica (ligam e desligam os genes)
- Ambiente (luz, temperatura, nutrientes etc.)
- Presença ou ausência de nutrientes no ambiente
- Proteínas que se associam ao DNA
. induzem a ativação transcrição
. induzem a desativação
- Proteínas que protegem ou degradam RNAs
- Presença de hormônios no organismo 
O desenvolvimento de um organismo é governado pela regulação da expressão genica 
REGUAÇAO DA EXPRESSAO GENICA EM Eucariontes
a) Rearranjo do DNA, durante a transcrição ou processamento
b) Controle da transcrição
c) Processamento dos transcritos primários para formar mRNA
d) Controle da tradução
e) Controle após a tradução
As bactérias utilizaram a fonte de energia disponível no meio de cultura que é menos dispendiosa (primeira glicose, depois lactose)
Definiçoes:
- Operon - conjunto de sítios reguladores da transcrição e de cistrons que são transcritos em uma única molécula de mRNA (tem uma região que e regulatória
- Cistron – Sequência de DNA que codifica uma cadeia polipeptídica 
(Unidade de função genética)
(todas as proteínas produzidas por Operon lac estão relacionadas ao uso da lactose)
(as três enzimas uma betagalactosidade que quebra a lactose em pedaços, uma transacetilase que aproveita a energia da quebra da lactose e uma Permeasse que e terceira proteína que esta envolvido com a permeabilidade da membrana pra aumentar a entrada de mais lactose) 
*Se não tiver lactose não precisa de nenhuma, mas se tiver ira necessitas das três enzimas*
Contituintes do “Operon Lac”
· Regiao codificante, constituída de três cistrons para as proteína:
Beta-galactosidade – hidrolisa a lactose em dois monossacarídeos (galactose e glicose)
Permease – Auxilia o transporte da lactose através das membranas da bactéria para o interior da célula 
Transacetilase – transferir grupo acetil da coenzima A para os beta-galactosideos
· Gene i (gene regulador) – codifica a proteína repressora (Não é considerado parte do operon lac)
· Sitio P(promotor) – sítio de ligação da RNApolimerase
· Sítio O (operador) – sitio de ligação da proteína repressora
· Gene crp – produz a proteína CAP ( ativador)
O operon lac está sob controle de dois mecanismos:
· Um mecanismo que inibe a transcrição (regulador negativo), controlado pela lactose
· A lactose (CoRepressor) é a indutora dos genes estruturais e por esta razão este mecanismo de regulação é chamado de sistema indutivo
CoRepressor é uma molécula que liga/desliga o repressor 
( quando a lactose se liga no Corepressor ela perde afinidade)
· Um mecanismo que induz a transcrição (regulador positivo), controlado pela glicose [AMPc > ATP] CAP+ AMP desliga a lactose
· A glicose participa do mecanismo de repressão, reduzindo a afinidade da RNApolimerase pelo sítio promotor do operon lac 
Relação Glicose --> AMPc
Quando a glicose é transportada para dentro da célula, o processo de transporte inibe a síntese de AMPc
· Muita glicose disponível entrando na célula, reduz o AMPc
· Pouca ou nenhuma glicose disponível para ser transportada para dentro da célula, aumenta os níveis de AMPc.
(a quantidade da glicose regula a velocidade do sistema)
(a lactose ela liga e desliga o sistema)
(ausência de lactose não há transcrição, operon está bloqueado)
· Regulação da síntese de triptofano em Escherichia coli
O triptofano é um aminoácido sintetizado pela própria bactéria
O número de copias das enzimas envolvidas na rota metabólica de síntese do triptofano variam em aproximadamente 700 vezes, conforme as condições do meio de cultura
· Regulação pelo produto final (triptofano é o co-repressor)
- A proteína repressora e o produto do gene trpR o qual está distante do operon do triptofano. A proteína repressora só funciona quando complexada ao triptofano
Somente este sistema não permite a auto-regulaçao eficiente em meios sem triptofano, podendo levar o sistema a sintetizar quantidades de triptofano superior a necessária.
Neste momento entra em ação a regulação pelo sítio atenuador 
· Regulação pelo sítio atenuador
A transcrição (tradução) em procariontes ocorre simultaneamente, diferentemente dos eucariontes
A parte da Sequência Líder envolvida na regulação do triptofano é chamada de sítio atenuador. O sítio atenuador situa-se após o sítio o
O mRNA possui 162 nucleotídeos, uma região rica em GC e outra região rica em AU (região que determina o final da transcrição)
SEQUÊNCIA LIDER + PARTE TRADUZIDA + PARTE NÃO TRADUZIDA 
· Regulação da expressão genica em eucariontes
Eucariotos possuem 500 a 1000x mais DNA que a Escherichia coli
Aumento do número de genes é proporcionalmente muito menor do que o aumento na quantidade de DNA
- Regiões regulatória
- Introns
- Genes tecido específicos
Humanos e os chimpanzés têm mais de 99,4% de semelhança entre suas proteínas, avaliadas pela sequência de aminoácidos
Isto significa uma grande semelhança de seus genes e, as diferenças estão principalmente em genes reguladores 
· Níveis de regulação da expressão genica em eucariotos
As mudanças que ocorrem durante o desenvolvimento dos organismos são resultado da regulação 
As etapas do processo de regulação da expressão genica, são classificadas em níveis de regulação:
a) Rearranjo do DNA, durante a transcrição ou processamento
Proteínas impedem, dificultam ou facilitam a ligação de fatores de transcrição
-Modelam a cromatina
- Histonas -> acetilases (ativa) /desacetilases 
- Histonas -> metilases (desativa) / demetilases C/G
A ativação genica envolve:
- Ligação de fatores de transcrição em sequencias especificas do DNA
- Fatores de transcrição recrutam o complexo de remodelamento da cromatina
- Alteração da estrutura da cromatina
- Acetilação de histonas 
b) Controle da transcrição
RNA polimerase I – transcreve genes para rRNA
RNA polimerase II – transcreve nhRNA > mRNA > polipeptideoRNA polimerase III – transcreve RNAs pequenos, inclundo tRNA
Fator CIS – segmento de DNA região promotora + enhancers
Fator TRANS – Proteína necessária para início da transcrição
Nestes fatores ativadores atuam os ligantes hormônios (acelera/desaceleram)
RNApolimerase II realiza a transcrição, junto com estes fatores
Ex. luz ativa o fitocromo >> Reconhece fatores CIS > fotossíntese
Procariontes: RNApolimerase liga-se diretamente ao sítio promotor para realizar a transcrição, sem fatores TRANS
c) Processamento dos transcritos primários para formar o mRNA
A retirada dos introns do nhRNA não é sempre igual em diferentes indivíduos/ tecidos /órgãos /fases de desenvolvimento.
Ex. Expressão de caracteres sexuais em Drosophila – alelo dsx possui 6 exons e 5 introns::
- Quando processado no macho – retirado os 5 instrons + 4 exon
E1 + E2 + E3 + E5 + E6 > caracteres secundários masculinos
- Quando processado na femea – retirado os 5 introns + 5 e 6 exon
E1+E2+E3+E4 > caracteres secundários femininos 
Alelo tra > proteína tra > participa processamento só da femea 
d) Controle da tradução
- Parar a síntese de mRNA
- controle do tempo de vida do mRNA(de minutos a meses)
Estrutura do próprio mRNA ou proteínas / ribonucleases
Ex1. Histona livre na célula > degradação do mRNA para histona
Ex2.RNA antisenso
Objetivo é impedir a união das subunidades do ribossomo
Tomate – enzima poligalacturonse degrada parede celular no fruto
Ex3. RNA de interferência (RNA)
Quando associado a uma RNAse promove o corte de mRNAs
e) Controle após a tradução
Alterações no polipeptídio
- Retirada de aminoácidos
- Adição de radicais em aminoácidos 
Degradação de proteínas – ou mudar atuação metabólica
Ex. rubisco (ribulose bifosfato carboxilase oxigenasse)
No cloroplasto: Alta[rubisco] e baixa[subunidade maio]
Inicia a degradação da RUBISCO – evita danos a célula.
Ex degradação da ferritina para liberar ferro durante o amadurecimento dos nódulos da soja, quando são produzidas enzimas como nitrogenase, que consome ferro.
MUTAÇÃO - A FONTE DA VARIABILIDADE GENETICA
A mutação é uma mudança herdavel, não ocasionada pela segregação independentes dos cromossomos ou pela permuta genética, mas que alteram a sequência de bases do DNA
- é “a fonte original da variabilidade genética”
- Promovem o surgimento de novos alelos, dentre outras variações 
- É matéria prima para a evolução e para o melhoramento genético 
 * Origem das mutações / alterações na sequência do DNA
- Erros no processo de duplicação do DNA e divisões celulares
- Ação de substância químicas
- Ação de agentes físicos (radiação, temperatura, luz, etc)
- Agentes ambientais
- Agentes biológicos
Todas as causas alteram a sequência do DNA com resultado direto ou indireto no fenótipo 
INTRODUÇAO
Mutação natural/ espontânea e causada por interações moleculares que ocorrem naturalmente dentro de uma célula
Taxa de mutação natural é muito baixa e pode ser incrementada com o uso de agentes mutagênicos
A taxa da mutação natural varia entre os diferentes organismos, idade, tecido, estádio de desenvolvimento, etc
· Fatores externos podem aumentar a taxa de mutações. Estas são chamadas de mutações induzidas
Qualquer substância ou evento que aumenta a taxa de mutação em um organismo é chamado de mutagênico 
· O DNA de cada organismo passam por muitas mutações durante a vida
· A maioria das mutações é reparada pelas próprias enzimas da célula
· Algumas mutações não podem ser reparadas e se acumulam ao longo da vida da célula, levado a danos celulares.
Câncer pode ter origem em distúrbio causado por acúmulo mutações, células começam a se dividir de forma incontrolável 
· Mutagênico que causa câncer é chamado de cancerígeno 
· CLASSIFICAÇÃO DOS AGENTES MUTAGENICOS
Agentes mutagênicos aumentam a frequência de mutações no genoma dos organismos expostos
Classificação:
- Físicos (umas forma de energia)
- Químicos (substâncias químicas)
- Ambientais 
- Biológicos
Exposição a mutagênicos:
Efeitos somáticos
Efeitos genéticos (são herdaveis > linhagem celular germinativa)
Após 1927 (H. J MULLER) as mutações induzidas na linhagem germinativa te sido utilizadas como fonte de novas variações, tanto em plantas cultivadas como em animais.
Modo de ação da maioria dos agentes mutagênicos é bem conhecido 
a) Agentes mutagênicos físicos – em forma de energia incluem:
- Luz ultravioleta – Radiação não ionizantes
- Ondas eletromagnéticas – radiação ionizante
- Partículas aceleradas – Radiação ionizante 
b) Agentes mutagênicos químicos 
Substância química que reage diretamente com o DNA ou com outras substâncias e causa mutações 
- Mutagênicos químicos se inserem na molécula de DNA e isso causa mutações
- Produtos químicos no ar
- Produtos químicos em cigarros fumaça
- Metais pesados 
Um dos mutagênicos mais comuns é o cigarro
Algumas substâncias químicas mutagênicas não são necessariamente nocivas por si só, mas podem se metabolizadas pelas células numa forma que o sejam (como resultado, por exemplo, da digestão enzimática no estomago)
- Estas substâncias geralmente funcionam de três maneiras: 
Bases análogas –
Agentes intercalantes-
Modificadores de bases nitrogenadas 
c) Agentes ambientais
geralmente presente em amentos contaminados, quanto maior for a dose maior será 
o dano. O efeito é irreversível para o organismo
exemplos
- Aflatoxina no milho
- Benzo(a)pireno > hidrocarboneto produzido ao cozinhar carne 
- Corantes e conservantes utilizados nos alimentos (atualmente existem mais de 2.000)
- Poluentes do ar e água
d) Biológicos – Transposons
1940 e 19500 Barbara McClintock encontrou genes saltadores chamados transposons, que são fitas curtas de DNA capazes de se mover de um local para outro.
· DOSAGEM MUTAGENICA
A exposição aguda (dose única) né mais mutagênica do que crônica (gradual)
Em espermatogonica de camundongo:
-90r em um minuto produz 4 vezes mais mutações do que 
- 90r em uma semana
Este fato e explicado pelo processo de reparo enzimático do DNA, o qual tem capacidade limitada de reparo
Danos causados pelos mutagênicos, conforme a dosagem
-400r é letal
- 100 r causa a doença
- Raio X de um dente = 0,1 r na região facial e = 0,008 r nas gônadas
Não existe dosagem inofensiva de produto mutagênico. Os efeitos dos mutagênicos são cumulativos.
· Testes usados na triagem de potenciais produtos mutagênicos 
O homem utiliza compostos químicos como corantes, pesticidas, aromatizantes e remédios, os quais trazem benefícios, mas que podem ter outros efeitos.
Para isto necessitam se testados também quanto a mutagenicidade.
· Teste de AMES (com homogenado de fígado + Salmonela)
Dependente de histidina -> não dependente Histidina
Desvantagem -> não é efetivo para substâncias pro mutagênicos
Algumas substâncias químicas mutagênicas não são necessariamente nocivas por si só, mas podem ser metabolizadas pelas células numa forma que o sejam, como resultado, por exemplo, da digestão enzimática no estomago
· Teste mediado por hospedeiro
Correlação entre mutagenicidade e carcinogenicidade > que 90%. A maioria dos tipos de câncer são provenientes de mutações somáticas 
· Classificação das mutações quanto:
a) Ao local de ocorrência na célula 
- Mutações citoplasmáticas 
- Mutações nucleares ( existe DNA no citoplasma, nas organelas, na mitocôndria)
 Mutações genômicas> visíveis no microscópio optico
Mutações cromossômicas > visíveis no microscópio optico
- Mutações estruturais > visíveis no microscópio optico
- Mutações genicas ou pontuais – Substituição/ troca de bases
Formas tautomericas causam pareamento irregular das bases nitrogenadas durante a duplicação do DNA
 A principal causa da troca de bases é a presença de formas tautoméricas de bases nitrogenadas
Adição ou deleção de bases
Provoca alterações na sequência de leitura do DNA a parti do ponto em que ocorreu a adição ou deleção 
Mutação silenciosa – não troca o aminoácido
Mutação neutra – Troca o aminoácido, mas função de enzima permanece
Mutação de sentido errado – troca o aminoácido
Mutação sem sentido – surge códon de finalização
. invisíveis microscopicamente. mostram segregação mendeliana nos estudos genéticos 
b) Ao efeito fenotípico 
-> Morfológicas – São mutações de fácil visualização
- Localização de uma estrutura
- Cor de uma estrutura
-Forma de um órgão
Bioquímicas – As mutações bioquímicas são observadas utilizando-se métodos de análise bioquímica.
- Alteração do estado prototrófico (sobrevive em meio mínimo) para auxotrófico (requer um nutriente adicional ao meio mínimo)
- Alteração de padrões enzimáticos
Condicionais – Só se expressa sob determinadas condições
- Resistentes a altas temperaturas
- Resistentes a drogas
Regulatórias – Inabilidade de controlar outro gene
Letais
Resulta na morte do indivíduo. Uma mutação que resulta em esterilidade é geneticamente tão letal quanto aquela que causa a morte do individuo
c) Ao tipo de células em que ocorrem 
- Mutações somáticas 
Quando uma mutação ocorre em células somáticas (mutação somática) não é transmitida para os gametas e nem para a geração seguinte
Não tem importância genética (Podem resultar em alterações que originem vários dos tipos de câncer).
- Mutações germinativas
São aquelas que ocorrem em células da linhagem germinativa e são transmitidas aos descendentes
Pode ocorrer devido a ação de produtos mutagênicos ou outros fatores como erro na duplicação do DNA
d) A ocorrência natural/espontânea ou induzida
- Mutações naturais ou espontâneas 
O número de mutações é muito baixo. A frequência é menos 1 em 1.000.000, isto porque o processo de replicação do DNA é preciso (Duplicação semiconservativa + sistemas de reparo)
Acondroplasia é o encurtamento de membros. O mutante é dominante.
A cada 100.000 crianças 12 nascem com acondroplasias, sendo 10 de pais afetados. Então somente são acondroplasias mutantes. 200 mim locos ---- 2 locos mutantes ou 1 mutação em 100 mil gametas 
 1 loco mutante a cada 100 mil locos
Mutações induzidas
- 1927 – H.J MULLER
Muller foi quem iniciou a indução de mutações utilizando raios-X em drosophila
1928- L.J STADLER
Estendeu a observação de muller para plantas, demonstrando que os raios-X aumentavam a frequência de mutação em cevada
1943- Charlotte AVERBACH
Averbach foi a primeira a relatar a indução de mutações por compostos químicos (gás mostarda)
· A mutação e o reparo do DNA
O DNA não é uma estrutura inerte, estável, depositaria da informação genética num deposito morto, sofre alterações constantes
· Acidentais/espontâneas/naturais – facilmente reparáveis
- As quebras são reparadas pela DNApolimerase e DNAligase
- A inserção incorreta de um nucleotídeo é reparada pela
ReEdição da enzima DNApolimerase
· Induzidas por agentes mutagênicos – alta frequência de mutações 
Quando não corrigida a mutação torna-se permanente e herdade, se ocorrer em células germinativas.
O DNA está constantemente sujeito a lesões devido a agentes ambientais, químicos, físicos e biológicos 
· Utilização de mutantes
Melhoramento genético - Em coelhos a pelagem branca é desejada pelo homem, mas traz desvantagens para o animal como exposição a predadores e menor vigor.
E peru o peito grande impede a reprodução natural (somente através de inseminação artificial)
· Mutação X teratogenese
Teratógeno é qualquer agente capaz de produzir uma malformação ou aumentar a incidência de uma malformação na população.
 
Nem todo teratógeno é mutagênico
A maior parte dos teratógenos são:
. agentes infecciosos – bactérias, vírus, fungos, vermes
. produtos químicos – drogas ~ remédios
Álcool – síndrome do alcoolismo fetal
Andrógenos - Masculinização da genitália externa feminina
AAS (aspirina) – Fenda palatina
Hindantoina- Anormalidade craniofaciais, defeitos nos membros e deficiência do crescimento e do desenvolvimento intelectual
. agentes físicos – radiação
· BASES CITOLIGICAS DA HERANÇA
O comportamento dos cromossomos durante as divisões celulares é fundamental para o entendimento de todos os princípios da genética.
 Há 2 tipos de comportamento dos cromossomos durante as divisões celulares, conhecidos como mitose e meiose
· Mitose 
Relacionada com a Multiplicação celular 
- Ocorre nos Epitélios (animais) 
- Epiderme (animais)
- Meristemas (plantas) 
Meiose:
 Relacionada com a Formação de gametas
Órgão reprodutivos
- Gônadas – testículos e ovários (animais
- Flores – anteras e ovários (vegetais)
 O individuo é formado a partir do zigoto > união de dois gametas 
O zigoto > 2 complementos cromossômicos ou genomas (1 mãe + 1 pai)
N+n > zigoto > adulto > gametas n
As células do tecido somático são todas iguais ao zigoto (célula ovo)
Cromatina – DNA +proteínas (histonas e não histonicas) (acontece na intersafe)
 DNA pouco condensado
Cromossomos – cromatina + condensada, durante a divisão celular
Cromossomo e cromatina só ocorrem em eucariontes
A maioria dos eucariontes é diploide (2 conjuntos cromossômicos)
 Milho 2n = 20 cromossomos (10 do pai + 10 da mae )
 Homem 2n= 46 cromossomos ( 23 do pai + 23 da mae)
Organismos diploides > cromossomos organizados aos pares 
(2 genomas) (cromossomos homólogos)
 Cromossomos homólogos – cromossomos com mesma morfologia, o mesmo número de genes, a mesma sequência de genes, porém, geralmente não são iguais
Os cromossomos não homólogos possuem morfologia diferente (formato e tamanho), número de genes diferente e outros genes
O mesmo acontece quando comparamos cromossomos de espécies diferentes
Cromatina é o primeiro nível de condensação, em que o DNA está associado a proteínas Histonicas (H1 HaA H2B H4) DNA levemente condensado
Cromossomo é uma estrutura em que o DNA está altamente condensado
O cromossomo é visível ao microscópio ótico quando a célula está em metáfase
Cromossomos homólogos - mesmos genes, nas mesmas posições e consequentemente coa mesma forma e tamanho
Células diploides possuem cromossomos homólogos 
Células haploides não possuem cromossomos homólogos
· Cariótipo > na forma de cariograma ou ideograma
Representação ordenada do conjunto e cromossomos de uma espécie, considerando características como número, morfologia (tamanho, posição do centrômero, etc.), bandas nos diferentes tipos de coloração, hibridação in situ, etc, na metáfase (fase de máxima condensação, na qual é possível parar a divisão celular e por isto ter- se um padrão para avaliação)
· Número – constante na espécie e variável entre espécies
· Tamanho – frações de microns até 30 micra
- Morfologia dos cromossomos metafasicos 
. Posição do centrômero
. constrição secundaria e satélite
. padrão de bandas de cada cromossomo depende do tipo de coloração que esta sendo utilizado
. duas cromátides 
Morfologia do cromossomo metafásico:
2 cromátides
1 centrômero
2 braços
Satélite e constrição secundaria em apenas 1 par de cromossomos 
Tamanho do cromossomo metafasico 
Cariótipos humanos originados de um mulher e de um homem normais cada cariótipo contem 22 pares de autossomos e dois cromossomos sexuais ( mulher XX e o homem XY)
· Ciclo mitótico
Mitose > tipo de divisão celular conservativa, em que uma célula mãe origina duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe 
(responsável pela multiplicação)
A mitose:
· Pode ocorrer com células n,2n ,3n ou ...
· Mantem o número de cromossomos de célula mãe
· É chamada de divisão equacional, simbolizada por E
Fases do ciclo mitodico :
Interfase> Fase que precede qualquer divisão celular
G1- síntese de proteínas (fase preparatória) ( produz DNApolimerase)
S – Síntese de proteínas e duplicação do DNA (duplica o DNA)
G2 – síntese de proteínas (fase preparatória)(prepara para a mitose)
Mitose >
Prófase – DNA parcialmente descompactado (cromatina) compactação
- Formação dos centríolos > Migração para os polos opostos da célula
- Rompimento e degeneração da carioteca
- Desaparece o nucléolo ou RON (cessa a produção de proteínas)
(fase que o DNA se compacta, quando atingir a máxima compactação chegara a metafase, o final da prófase é a máxima condensação dos cromossomos)( No final da prófase sessa a síntese proteica)
Metáfase – Inicia quando os cromossomos atingem a máxima condensação
. Cromossomos duplos alinhados lados a lado no equador da célula
. Centríolos dispostos nos polos opostos da célula
. fibras do fuso acromático se contraem
. termina quando romper os centrômeros
Anáfase – ANA > movimento
cromatides irmãs se movimentam para polos opostos da célula
. termina quando as cromátides irmãs atingem os polos (cessa o movimento das cromátides irmãs) 
Telófase – 
Anel contráctil promove a divisão centrípeta (citocinese) nos animais.
Nos vegetais o complexo de golgi forma o fragmoplasto promovendo a divisão centrifuga
. Reaparece a carioteca e o nucléolo em cada nova célula
. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem
. Formação de duas células filhas contendo o esmo numero de cromossomos da célula mãe (cada cromossomos tem uma fia descondensada)
 O conjunto dos cromossomos nesta fase é chamada de cromatina 
Ciclo celular de vicia faba	
a) Duração relativa das três fases da interfase (G1, S, G2)
b) Quantidade de DNA presente em cada estágio do ciclo celular
A maioria das células de um adulto estão na fase G0 ( inicio da fase G1), mas não estão em divisão 
· Finalidades da mitose
Por que as células necessitam se dividir?
- Crescimento do indivíduo – Divisões do zigoto durante o desenvolvimento embrionário
- Reparo – Regenerar tecidos danificados
. cicatrização de ferimentos > ex danos de insetos
. Reposição de células que morrem
. reposição de células que não estão funcionando adequadamente > ex glóbulos vermelhos
- Gametogênese – Em células haploides (após a meiose), no processo de gametogênese
* Consequências da mitose
Produção de células filhas idênticas geneticamente.
Através da reprodução assexuada ocorre a manutenção da constituição genética do individuo 
· Partição de embriões produz gêmeos idênticos geneticamente
· Pomar proveniente de uma única planta matriz podemos chamar de “clone”, pois as plantas são geneticamente idênticas
· Alho cultivado – somente reprodução assexuada. A variação para o melhoramento genético vem somente através das mutações (há exceções)
· O ciclo sexual e a meiose
A reprodução sexuada envolve três fases:
a) Meiose
b) Formação de gametas
c) Fertilização > zigoto > adulto
Meiose ocorre nos meiocitos (células 2n da linhagem germinativa)
Mantem o número de cromossomos no decorrer das gerações
A meiose, juntamente com a fertilização, promove o surgimento de variabilidade genética nos organismos de reprodução sexuada.
A meiose diminui pela metade o número de cromossomos da célula mãe 
Meiose 1 > 1ª divisão: Reducional(R!) (separação dos homólogos)
Meiose 2 – 2ª divisão > Equacional (E!) (separação das cromátides irmãs não completamente idênticas)
Principais diferenças, quando comparada com a mitose 
- Após 01 replicação do DNA ocorrem 02 divisões
- Ocorre somente em certos estágios do desenvolvimento do organismo (na fase adulta)
- Os cromossomos não se comportam individualmente (na meiose se comportam em pares)
- Não ocorre em células haploides (n)
- Após a meiose não ocorrem outras meioses (formam-se gametas)
- Já vem se preparando 2 ou 3 mitoses anteriores para formar os meiocitos 
( o DNA não se duplica na intercinese)
· O ciclo sexual e a Meiose
A reprodução sexuada envolve três fases:
1) Meiose
2) Formação de gametas
3) Fertilização > Zigoto > Adulto
Meiose ocorre nos meiocitos (células 2n da linhagem germinativa) mantem o número de cromossomos no decorrer das gerações 
A meiose, juntamente com a fertilização, promove o surgimento de variabilidade genética nos organismos de reprodução sexuada
· A meiose diminui pela metade o número de cromossomos da célula mãe 
· A meiose I (primeira divisão da meiose) é chamada de divisão reducional e simbolizada por R!
1ª divisão Reducional (r!) > (separação dos homólogos)
2ª divisão equacional (E!) >>(separação das cromáticas irmãs não completamente idênticas)
· A interfase da meiose é da mesma forma que acontece na interfase da mitose 
· Meiose I > nessa fase tem: Prófase, Metáfase, Anáfase, Telófase
Prófase I- o mesmo que na mitose > desaparece carioteca, desaparece nucléolo, aparece centríolos e os cromossomos, porque na prófase é uma fase de condensação, porém acontece alguns eventos diferentes na prófase I.
 Prófase I e dividida em 5 etapas: Leptóteno (fio fino), zigóteno(união), paquíteno(grosso), diplóteno(dois), dia cinese(afastamento)
 
Por que engrossam os fios ao longo da prófase? por dois motivos, primeiro que na prófase o DNA está se condensando, e segundo é que ocorre a união de fios que se unem durante o zigóteno.
(Cada cromossomos é composto de dupla fita) 
(Se unem os cromossomos homólogos durante o zigóteno)
- No paquíteno ocorre o reparo do que foi quebrado lá no zigóteno 
- É no paquíteno que ocorre a permuta genética > troca de fragmentos entre cromossomos homólogos > ou seja a VARIABILIDADE GENETICA 
(Acontece a variabilidade genética na meiose I, na fase da prófase no paquíteno)
 Na prófase então acontece a condensação do material genético e o pareamento dos cromossomos homólogos)
· Metáfase I > Cromossomos homólogos pareados, um oposto do outro, presos as fibras do fuso na placa equatorial da célula 
· Inicia o encurtamento as fibras do fuso e quando cromossomos homologo iniciam a separação termina a metáfase 
É na metáfase I que ocorre a segregação independente dos cromossomos (2ª lei de Mendel)
SEGREGAÇÃO DOS GAMETAS > O cromossomo I do pai e da mãe e o cromossomo II do pai e da mãe eles segregam independente, então como eles vão se comportar durante a metáfase I, eesse cromossomos se comportam independentemente, ou seja, o cromossomo que veio do pai I com o cromossomo que veio do pai II podem ir juntos, mas podem também não ir juntos, podem ir pra uma célula e o outro para outra, então ele se agregam independentemente durante a formação dos gametas 
 * Anáfase 
- Encurtamento das fibras do fuso
- Cromossomos homólogos se separam, um para um polo da célula
- Não ocorre divisão do centrômero 
· Telófase
- Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n)
- Cromátides irmãs continuam juntas (não ocorre divisão do centrômero)
- Formação de novas cariotecas e de novos nucléolos
- No final da telófase I os cromossomos descondensam
Meiose > INTERCINESE
Entre a meiose I e a meiose II ocorres um pequeno intervalo chamado de intercinese (variável conforme a espécie)
· Ocorre a síntese de proteínas
· Não ocorre duplicação de DNA
· MEIOSE II
Prófase II > Duplicação dos centríolos
 - Condensação do DNA
 - Desaparecimento da carioteca e do nucléolo
Metáfase II > 
- Cromossomos atingem o grau máximo de condensação
- Os cromossomos associam-se a fibras do fuso, alinhando- se no equador da célula
- Ocorre o encurtamento das fibras do fuso divisão do centrômero
- Termina quando se rompem os centrômeros das cromátides irmãs não completamente idênticas 
* Anáfase > Cromátides irmãs não são completamente idênticas, devido a permuta genética que ocorreu no paquíteno 
A meiose II e muito parecida com a mitose, porém tem algumas diferenças como, as cromátides irmãs não são completamente iguais, na mitose as células são diploides tem dois conjuntos então na meiose II temos apenas um conjunto
· Telófase – 
- Citocinese, originando quatro células filhas haploides -n
- Reaparece a carioteca e o nucléolo
- DNA se descondensa – cromatina
Quando a intercinese é longa os cromossomos se descondensam 
Consequência genéticas da meiose 
· Reduz o número de cromossomos para n
· Segregação independente dos cromossomos (mistura do pai e da mãe)
· Recombinação genética entre cromátides não irmãs 
· Nº de orientações diferentes na metáfase I é igual a 2n-1
· Nº de combinações diferentes (gametas diferentes) é igual a n
· Finalidade da meiose
- Formação de gametas
- Gerar variabilidade genética 
 O individuo tem um cromossomo da mãe e um cromossomo da mãe, quando vai fazer mitose, o cromossomo do pai e o da mãe duplicam e durantea mitose uma célula leva uma cópia de cada cromossomo do pai e da mãe, ou seja, as células ficam iguais a original, então a mitose ela copia a célula. Já na meiose o cromossomo da mãe e do pai duplicam, então a grande diferença é que vai haver o pareamento e a separação dos homólogos, uma célula leva o cromossomo duplicado da mãe e a outra célula leva o cromossomo duplicado do pai. E a meiose II ela vai separar as cromátides irmãs, e nós teremos, ou seja, quando eu considero o cromossomo um par número 1, ou vai ter o cromossomo da mãe ou vai ter o cromossomo do pai. Os gametas que o indivíduo produz ou ele tem o cromossoma da mãe ou do pai, ele não vai ter os dois cromossomos por que ela é haploide 
· GENETICA MANDELIANA I
INTRODUÇÃO
Mendel e suas contribuições – Gregor Mendel (1822-1884)
- 1851 a 1853 estudou a história natural na Universidade de VIENA. Adquiriu conhecimentos para o desenvolvimento de suas teorias (leis mendelianas)
- Aprendeu o cultivo de plantas com o pai jardineiro. Em 1856 já fazia pesquisas com ervilhas, nos jardins do monastério de Brunn, na Áustria.
- Sua teoria principal era a de que as características das plantas (cores, por exemplo) deviam-se a elementos hereditários 
- O trabalho de Mendel “Experiencias sobre hibridação de plantas “ 1865/1866, passou despercebido pelo mundo cientifico, pois na mesma época Darwin apresentava sua teoria da seleção natural
- Mendel passava grande parte do tempo dedicando-se as atividades administrativas do monastério. Foi deixando de lado suas pesquisas relacionadas ao estudo da hereditariedade
- Morreu em 6 de janeiro de 1884 sem que tivesse, em vida, seus estudos reconhecidos
- Em 1900 de Vries, Correns e Tschermak confirmaram a importância das descobertas de Mendel 
Foram fundamentais pra os estudos da herança dos caracteres:
- Os caracteres dos pais passam como unidades individuais para as gerações sucessivas (os fatores de Mendel, são chamados de “genes”
- Os indivíduos possuem dois fatores de Mendel: um recebido da mãe e outro do pai (nem sempre) > Cada descendente herda 1 fator de cada parental
- Não faz nenhuma diferença se for herdado do pai ou da mãe: ambos contribuem da mesma maneira (nem sempre)
-Um dos fatores pode não ser expresso em alguma das vezes (ficar escondido), mas nunca perdido
- Se 1 fator dominante está presente, este se expressará, mesmo que o fator recessivo também esteja presente 
- Possuímos 4 alelos dois de um dos pais e dois do outro
-O fator recessivo se expressara somente se todos os fatores forem recessivos
- Cada unidade é passada independentemente das demais unidades dos caracteres restantes (nem sempre) >> segunda lei de mendel
Estas considerações resultaram no que é chamado de Primeira lei de Mendel ou lei da segregação
 - A herança dos caracteres é determinada por um alelo de cada pai 
- Os alelos se segregam durante a formação dos gametas 
- Somente um alelo de cada pai passa para a geração seguinte 
 
TERMOS E CONCEITO
 GENE –(termo criado em 1909 por W. Johannsen)
 É a unidade fundamental da hereditariedade
É um segmento particular de uma molécula de DNA, responsável por uma característica.
Ex. Um segmento de DNA (gene) para textura da semente d milho (Representado pelas letras su-sugar)
Conceito de gene continua evoluindo desde Mendel 
LOCO- Posição no cromossomo ocupada por um determinado gene.
ALELOS - Uma, dentre duas ou mais formas que podem existir em um loco gênico.
REPRESENTAÇÃO DE GENES E ALELOS – Cada gene é representado por um símbolo composto de uma letra ou um conjunto de letras (palavra). Os seus respectivos alelos são representados pelo mesmo símbolo e diferenciados entre si por um expoente.
Didaticamente ou quando o gene apresenta somente dois alelos pode se diferenciar os alelos escrevendo o símbolo maiúsculo ou minúsculo 
Ex A> dominantes e a> recessivo 
· A meiose e a primeira Lei – 
· Cromossomos homólogos – são cromossomos com os mesmos locos, com os mesmos genes, nas mesmas posições e que estão em uma mesma célula. Cada homologo é proveniente de um dos pais
· Gameta – É uma célula reprodutiva e sempre vai conter apenas um dos cromossomos homólogos (1 dos alelos) de cada gene
Todo gameta normal tem um genoma completo da espécie
A união aleatória destes gametas é que produz a proporção genótipo e fenotípica características de cada tipo de cruzamento
· Homozigoto – quando um dos alelos, de um gene, pertencentes a um par de homólogos, são iguais.
· Heterozigoto – Quando um dos alelos codifica para uma característica alternativa do outro alelo 
Susu >> fenótipo semente lisa >> genótipo heterozigoto
· Genótipo- constituição genética de um individuo
Todos os indivíduos de uma espécie (milho) têm o gene da textura.
O genótipo pode ser SuSu ou susu
· Fenótipo – É a manifestação do genótipo sob as condições do ambiente 
Ex. textura da sente, cor verde das folhas
· Feno cópia – individuo com o fenótipo alterado pelo ambiente, mas não o genótipo
Ex. touro amochado artificialmente > feno cópia do mocho
Cabelo descolorido > feno cópia do loiro
· Alelo dominante – quando presente manifesta-se embora em heterozigose, mascarando o efeito do outro alelo
Ex SuSu e Susu > Lisa
· Alelo recessivo – Só ‘se manifesta em homozigose
Ex SuSu > lisa susu>> rugosa
· Proporção genotípica e proporção fenotípica – número de rugosas ou total de indivíduos 
· GENETICA MANDELIANA 2
· Lei da segregação – 1ª lei de Mendel 
Mendel, utilizando cruzamentos em ervilhas concluiu o que hoje é chamado de Lei da segregação ou Primeira Lei de Mendel.
No estudo da Lei da segregação considera-se apenas 1 característica, governada por 1 gene (característica monogênica)
Os genitores estudados diferem preferencialmente apenas na característica considerada – Monohibridismo, o que permite estudar o controle genético desta característica
· Por que é importante estudar o controle genético de uma característica?
Se prepara para fazer previsões, s
Qual a probabilidade de um casal ter filhos albinos?
Conhecendo o controle genético do caráter e o histórico da família, pode-se estimar a probabilidade de u casal ter filhos albinos.
Albinismo é uma característica comum em humanos e em outros animais.
· Esse disturbo se deve a uma mutação no gene autossômico que produz uma enzima da rota metabólica de produção da melanina.
· Tem como consequência a não produção melanina na pele, nos pelos e nos olhos 
Como é determinado o controle genético de um característica?
Passos preconizados por mendel:
- Escolha dos genitores 
- Condução do experimento
- Formulação das hipóteses
- Teste das hipóteses de segregação
- Interpretação dos resultados
· Escolha dos Genitores 
- Expressão contrastante ou com formas alternativas 
O caráter tem que apresentar > variabilidade genética
Ex. Textura das sementes lisa ou rugosa
- Indivíduos homozigotos (parra Mendel > puros)
Teste de progênie – estudo da genealogia
· Importante conhecer a forma de reprodução
Em plantas é necessário conhecer a forma de polinização (autógama ou alogama). Em alogamas utiliza-se autofecundação artificial ou condução em lotes separados.
Em animais é difícil de verificas (frequentemente utiliza genealogia)
- Tempo de geração mais longo
- Menos número de descendentes 
- Custo alto
· Importante conhecer o caráter em estudo > Sugary Su>su
(autógamas – autofecundação)
(alógamas 0 fecundação cruzada)
Enzima funcional liga açucares e forma amido 
Su grande quando produz enzima – su pequeno quando não produz ezima
· Condução do experimento
Autógamas >> autofecundação
Alogamas > esquema do cruzamento de dos genitores (P1 e P2) de milho (campo isolado). P1 – genitor de sementes lisas, e P2 – genitor de sementes enrugadas
Cruzamentos controlados - Esquema de cruzamento para estudos de herança genética, segundo os preceitos de MENDEL
· Formulação das hipóteses
- O Indivíduo homozigoto só produz um tipo de gameta 
- A F1 sempre será heterozigoto
- Metade da F1 é Su grande e su pequeno
· Formulação das hipóteses – textura da semente de milho – F2
Tem como meio genecontrolar um caráter? NÃO
O gene é não pode se dividir, um gene controla o caráter
- Hipótese proposta para o controle genético do caráter textura da semente de milho > 1 gene com 02 alelos 
 * Frequência fenotípica esperada (FFe) é metade lisa e metade rugosa 
* frequência genotípica esperada (FGe) é metade Su grande homizigoto e su pequeno heterozigoto
· Teste das hipóteses de segregação 
Teste do qui quadrado (X) – se comprovadas as hipóteses passa-se para o próximo passo, caso contrário serão formuladas novas hipóteses, as quais serão testadas novamente
· Interpretação dos resultados 
Por que ocorre este padra de segregação 
Mendel supôs a existência de fatores em número de dois e que se separavam (segregavam), e que quando cruzados novamente se uniam (não havia mistura entre alelos de um mesmo gene)
A parti dos conhecimentos do comportamento dos cromossomos durante a meiose, para a formação dos gametas é que foi enunciada a Primeira Lei de Mendel 
“Os dois alelos de um gene segregam (separam) um do outro durante a formação dos gametas, de modo que metade dos gametas carrega um dos alelos e a outra metade carrega o outro alelo”
GENETICA MANDELIANA 3