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Laísa Dinelli Schiaveto GENÉTICA CLÁSSICA: HISTÓRIA E PRINCÍPIOS MENDELIANOS HISTÓRIA Ao longo de 50 anos, geneticistas e biólogos descobriram informação armazenada nos genes. Monge Gregor Johann Mendel Em 1886, estabeleceu pela primeira vez os Padrões de Hereditariedade de algumas características existentes em ervilhas. Além disso, demonstrou que existiam regras estatísticas simples conhecidas como Herança Mendeliana. Herança Mendeliana = características transmitidas por um único gene. No entanto, seu trabalho foi desprezado e, somente no início do século 20, foi compreendido e utilizado como referência. Carl Correns, Hugo de Vries e Eric Von Tschemark 1900 – Redescoberta de Mendel. Esses botânicos realizaram estudos semelhantes aos de Mendel, visando testar suas teorias sobre hereditariedade e, ao lerem os achados de Mendel, perceberam suas similaridades. Walter Sutton 1903 – Teoria Cromossômica + Base Experimental da Hereditariedade = Evolução da Genética Thomas Hunt Morgan 1915 – Descobriu que os genes residem em cromossomos específicos. Frederik Griffith 1928 – Descobriu que os genes podem ser transferidos. Esta ficou conhecida como Era Pós- Mendel. George Wells Beade e Edward Lawrie Tatum Descobriram as mutações genéticas, ou seja, que existem erros em etapas específicas, nas vias metabólicas, que são conhecidos como os “erros inatos do metabolismo” e, assim, demonstraram que genes específicos codificam proteínas específicas. James D. Watson e Francis Crick 1953 – Descobriram a formacao da estrutura molecular do DNA e estabeleceram o Dogma Central da Genética Molecular. “Proteínas são traduzidas a partir do RNA e transcritas a partir do DNA”. Walter Fiers 1972 – Determinou a sequência de um gene. Richard J. Roberts e Phillip Sharp 1977 – Descobriram que o gene pode ser dividido em segmentos e, sendo assim, pode originar várias proteínas. Laísa Dinelli Schiaveto CONCEITOS FUNDAMENTAIS GENÉTICA A genética é a área da ciência que estuda sobre hereditariedade. Em sua abrangência da hereditariedade é controlada por um grande número de fatores, chamados de genes. Estes são pequenas partículas físicas presentes em todos os organismos. GENÓTIPO O genótipo é definido como a constituição gênica do indivíduo; ou seja, representa os genes que o indivíduo possui em sua célula e que foram herdados dos seus pais. FENÓTIPO O fenótipo são as características representadas por um indivíduo; esta são características morfológicas, fisiológicas ou comportamentais. Além disso, as características são determinadas pelo fenótipo, mas podem ser modificadas pelo ambiente. F = G + A Exemplo: - Genótipo (G) = cabelo enrolado e castanho escuro - Ambiente (A) = progressiva e luzes - Fenótipo (F) = cabelo liso e loiro. CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS Os cromossomos homólogos são pares de cromossomos herdados do pai e da mãe que possuem informações genéticas semelhantes, assim como estrutura, quantidade, localização de genes e centrômeros similares. GENE O gene é a unidade de herança. É um segmento de DNA, responsável pelas características herdadas geneticamente. Além disso, é composto por uma sequência específica de DNA, que contém um código para produzir uma proteína que desempenha uma função específica na célula. A maioria dos genes está contida nos cromossomos. ALELOS Os alelos são segmentos homólogos do DNA, que se unem para formar uma determinada característica e se encontram no mesmo lócus à local fixo de um cromossomo. HOMOZIGOTO – Quando os alelos que codificam uma característica são iguais (VV ou vv); HETEROZIGOTO – Quando os alelos que codificam uma característica são diferentes (Vv); DOMINANTE – Quando apenas um alelo já é suficiente para determina a característica. Além disso, este pode ser homozigoto (VV) ou heterozigoto (Vv) à Neste caso, basta apenas ter um V para que se tenha a expressão da característica; RECESSIVO – Quando os dois alelos são necessários para expressar a característica. Este é sempre homozigoto (vv). Portanto, este não se expressa se tiver um alelo dominante, ou seja, necessita da ausência do dominante. Laísa Dinelli Schiaveto LEI DA SEGREGAÇÃO DOS FATORES OU MONOIBRIDISMO É a lei que determina que cada característica será definida por dois fatores que se separam na formação dos gametas. Sendo assim, cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam (segregam) na formação dos gametas; ou seja, cada gameta recebe um fator par, sendo portanto puro. Obs: Os fatores hereditários de Mendel são denominados genes. CARACTERÍSTICAS • Quando se tem um fator hereditário (gene) é necessário que se tenha dois alelos para produzir a característica, sendo que um alelo vem da mãe e um alelo vem do pai; • Cada indivíduo possui um par desse gene; • As formas alternativas de um gene, podem ser Dominante (A) ou Recessivo (a) e, estes são chamados de alelos. CRUZAMENTO Geração Parenteral à Cruzamento entre sementes puras (100% amarelas), gerando a Linhagem F1; Geração F1 (autofecundação) à A Linhagem F1 resultou em 100% sementes heterozigotas para alguma característica que manifesta apenas um caráter. Estas se autofecundação, gerando a Linhagem F2; Geração F2 à A Linhagem F2 resultou em 3/4 sementes amarelas e 1/4 de sementes verdes. Conclusão: • As plantas devem possuir, no interior de suas células, certos fatores (genes) que determinam a cor amarela ou verde nas sementes; • Cada planta possui dois desses fatores, dos quais um deles é transmitido pelo gameta feminino e o outro pela gameta masculino. Assim, após a fecundação, esses fatores se unem e voltam a se apresentar em pares; • Nos organismos, os dois fatores para uma certa característica podem ser iguais (VV ou vv) (puros ou homozigotos) ou diferentes (Vv) (híbridos ou heterozigotos); • Existe uma característica dominante de uma semente sobre a outra. Sendo assim, ocorre dominância no fator para a cor amarela e recessividade no fator para a cor verde; • Portanto, concluiu-se que a cor das sementes era determinada por dois fatores à um dominante e um recessivo. 1A LEI DE MENDEL E A MEIOSE A separação dos cromossomos homólogos durante a meiose faz com que cada gameta receba apenas um Laísa Dinelli Schiaveto gene de cada par de alelos (normalmente, recebem o dominante). Então, é graças à meiose, que cada genitor manda apenas um gene de cada caráter para seu descendente. Cada caráter é determinado por um par de genes alelos que se separam, na meiose, pela segregação dos homólogos. Cada gameta recebe apenas um gene alelo de cada caráter. Assim, cada caráter é determinado por um par de genes que se separam na formação dos gametas. EXEMPLOS Lóbulo Solto da Orelha: é uma característica determinada por gene dominante. Capacidade de Dobrar a Língua: é uma característica determinada por um gene dominante em relação à não dobrar. Laísa Dinelli Schiaveto LEI DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE OU DIIBRIDISMO Esta lei estabelece que cada par de alelos segrega-se de maneira independente de outros pares de alelos, durante a formação dos gametas. Sendo assim, as diferenças de uma caraterísticas são herdadas independentemente das diferenças em outras características. “Os fatores (alelos) para duas ou mais características se distribuem independentemente durante a formação dos gametas e se combinam no acaso”. CARACTERÍSTICAS • Genes de diferentes lócus são transmitidos de forma totalmente independente; • Em um evento reprodutivo, quando os gametas vão formar um zigoto, um genitor transmite um alelo de cada lócus para asua prole; • Um alelo transmitido em um lócus não tem efeito sobre um transmitido em outro lócus. CRUZAMENTO Geração Parenteral à Cruzamento entre plantas com sementes amarelas e lisas e plantas com sementes verdes e rugosas, gerando, assim, a Linhagem F1; Geração F1 (autofecundação) à A Linhagem F1 resultou em 100% de sementes amarelas e lisas, então concluiu-se que as sementes amarelas apresentam caráter dominante. Estas sementes se autofecundaram, gerando a Linhagem F2. Geração F2 à A Linhagem F2 resultou em: 9 amarelas lisas, 3 amarelas rugosas, 3 verdes lisas e 1 verde rugosa. V – Dominante (cor amarela) R – Dominante (forma lisa) vv – Recessivo (cor verde) rr – Recessivo (forma rugosa) 2A LEI DE MENDEL E A MEIOSE Durante a meiose, os homólogos se alinham em metáfase e sua separação ocorre ao acaso, em duas possibilidades igualmente viáveis. Laísa Dinelli Schiaveto Sendo assim, a segregação independente dos homólogos e consequentemente dos fatores, conhecidos como genes, resultam em diferentes genótipos. Exemplos: AB, ab, Ab, aB. DOENÇAS MENDELIANAS OU DOENÇA DE HEREDITARIDADE Essas doenças referem-se ao padrão de herança genética, na qual uma determinada característica anatômica, fisiológica, ou até comportamental será determinada por um gene, podendo este ser dominante ou recessivo. DOENÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE • Anemia Falciforme • Nurofibromatose tipo I • Polidactilia • Síndrome de Xia-Gibbs DOENÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA • Fibrose Cística • Fenilcetonúria • Ataxia de Friederich DOENÇA DE HERANÇA LIGADA AO CROMOSSOMO X • Distrofia Muscular de Duchenne • Hemofilia • Diabetes Insipido DOENÇAS MONOGÊNICAS São as doenças produzidas pela mutação ou alteração na sequência de DNA de um gene sozinho. DOENÇAS CROMOSSÔMICAS São as doenças produzidas por alteração na estrutura do cromossomo, com perda cromossômica. Estas podem ser numéricas ou estruturais ou ambas. DOENÇAS POLIGÊNICAS São doenças produzidas pela combinação de múltiplos fatores ambientais e mutações em vários genes, geralmente em diferentes genes. Além disso, também são doenças multifatoriais. CONCLUSÃO 1 – Os fatores que Mendel se referiu são os genes e estão localizados nos cromossomos; 2 – As diferentes formas sob as quais um gene pode se apresentar são denominados alelos, podendo este ser dominante ou recessivo; 3 – Se uma pessoa tem dois fatores diferentes para uma mesma característica, um deles se manifesta e outro permanece oculto, o que se expressa é dominante e o outro que fica oculto é recessivo.
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