introdução à genética

Introdução à Genética

Séc. XVII observação dos espermatozóides.Séc XIX ambos os sexos contribuíam para formação dos descendentes.1860 Gregor Mendel – propôs a existência de fatores hereditários.1877 cromossomos visualizados no interior do núcleo.1903 Walter Sutton – comportamento dos cromossomos durante a formação de gametas. Teoria Cromossômica da Herança.

1953 Watson e Crick – propuseram um modelo tridimensional para a estrutura da molécula de DNA.

Algumas aplicações dos avanços conquistados pela genética

1976 GeneTech – Insulina Humana1983 Mapeado o 1o gene relacionado a uma doença (Huntington) Teste diagnóstico1985 Alec Jeffrey – publica artigo com a técnica de “impressão digital”1986 plantas de tabaco geneticamente modificadas para resistência a herbicidas são testadas em campo (EUA e França)1994 liberação pela FDA do tomate geneticamente modificado Flav Savr.1996 Nascimento da ovelha Dolly.2003 Sequenciamento do genoma humano

A natureza do material genético

S = colônia com aspecto Liso (virulenta)

R = colônia com aspecto Rugoso (não virulenta)

a) O camundongo morre após a injeção da linhagem S virulenta;

b) O camundongo sobrevive após a injeção da linhagem R;

c) O camundongo sobrevive após a injeção da linhagem S morta pelo calor

d) O camundongo morre após a injeção de uma mistura da linhagem S morta pelo calor + R viva.

Quem era o agente transformante???

Estrutura do DNA

Elucidada por James Watson e Francis Crick (1953). Conhecimento prévio:

Mendel: Genes = “fatores hereditários”Teoria “um gene - uma enzima”Genes eram levados nos cromossomosCromossomos = DNA + PTN

Frederick Griffith (1928)Primeira demonstração de transformação bacteriana (Streptococcus pneumoniae)

Avery, Macleod e McCarty (1944)DNA como agente transformante

Linhagem S (virulenta)Linhagem R (não virulenta)O DNA é o único agente que produz colônias lisas (S) quando adicionado a bactérias R vivas.

Alfred Hershey e Martha Chase (1952)DNA como Material Genético

Mas nem todo vírus apresentam DNA na sua constituição...

O experimento de Fraenkel-Conrat e Singer (1957)

A composição química do DNA

Nucleotídeos

Açúcar

Base Nitrogenada

Grupamento Fosfato

Timina (T)

Cadeia de DNA Cadeia de RNA

EXTREMIDADE 5’ EXTREMIDADE 5’

EXTREMIDADE 3’ EXTREMIDADE 3’

Polimerização dos Nucleotídeos

Aspectos funcionais e estruturais do DNA

Propriedades do DNA: armazenar informações. duplicação. mutação.

Composição de bases nitrogenadas do DNA (Erwin Chargaff - 1940)

A composição de bases no DNA geralmente varia entre as espécies.

DNAs isolados de diferentes tecidos de uma mesma espécie apresentam a mesma composição de bases.

composição de bases de uma dada espécie não varia com a idade, o estado nutricional ou fatores ambientais.

Em todos os DNAs celulares, independentemente da espécie, A = T e G = C;

“Regras de Chargaff”: Soma de nucleotídeos purínicos é igual a soma de nucleotídeos pirimidínicos. Ou seja: A + G = T + C

O DNA é uma dupla hélice

EXTREMIDADE 5’

EXTREMIDADE 5’

EXTREMIDADE 3’

EXTREMIDADE 3’

suporte açúcar-fosfato, carregado eletricamente e hidrofílico Bases são hidrofóbicas e

praticamente insolúveis em água no pH intracelular.

Ligação fosfodiéster Pontes de Hidrogênio

DESNATURAÇÃO E RENATURAÇÃO DO DNA

OUTRAS ESTRUTURAS TRIDIMENCIONAIS DO DNA

VARIAÇÕES ESTRUTURAIS DO DNA

“DNA tetraplex”

“DNA triplex”

ASPECTOS FUNCIONAIS DO RNA

Funções: - fluxo da informação genética - armazenamento de informação genética (ex.TMV, Fraenkel-Conrat e Singer, 1957)

Figura: Perpetuação do material genético, DNA ou RNA, por replicação, e fluxo da informação genética, que engloba transcrição e tradução. * Etapas que ocorrem apenas em certos vírus de RNA (ex. HIV).

ASPECTOS ESTRUTURAIS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE RNA

RNA fita simples Híbrido RNA-DNARNA fita dupla

RNAs transportadores (tRNAs)

aproximadamente 15% do total de RNA celular pequenos (entre 73 e 93 ribonucleotídeos)

RNAs ribossomais (rRNAs)

Representam cerca de 80% do RNA celular total Grandes

são menos abundantes (entre 5 e 10% dos RNAs celulares) apresentam grande variação de tamanho geralmente lineares

RNA mensageiros (mRNAs)

rRNA 5S de E. coli

rRNA 16S de E. coli

Estrutura dos cromossomos em Eucariotos

Estrutura dos cromossomos em Eucariotos

Estrutura dos cromossomos em Eucariotos

(a) fibra de 30 nm

(b) nucleossomos

Estrutura dos cromossomos em Eucariotos