biologia molecular introdução

BIOLOGIA MOLECULAR

HISTORICO

1600 1800

Células,organelas

1900

Genes e enzimasBeadle e Tatum,

1940

DNA:depositário Avery, 1944

Dupla HéliceWatson e Crick, 1953

Descoberta domicroscópio

Fundação da genética (Mendel, 1866) e da evolução (Darwin, 1859)

Nucleína (Miecher, 1869)Cromatina (Flemming,1879)

Divisão Celular Sutton e Boveri,

1902

Fatores e fermentos Garrod e Bateson,

1909

Princípio transformante Griffiths, 1928

1950

Cepa Lisa (L) Camundongo morre

Camundongo sobrevive

Cepa rugosa (L)

Camundongo sobrevive

Cepa Lisa (L)inativada pelocalor

Cepa Lisa (L)inativada pelocalor Cepa rugosa (L) viva

+

Camundongo morre

O princípio transformante: Griffiths, F. 1928

Cepa Lisa (L)inativada pelocalor

Cepa rugosa (L) viva Camundongo morre

O princípio transformante: Avery O. 1944

O DNA é o depositário da informação genética

proteínas

RNA

polissacarídeos

lipídeos

DNA

Camundongo sobreviveCepa rugosa (L) viva

Neel, Beet, Pauling, e Ingram e a anemia falciforme, 1941-57

O problema dos bioquímicos

Identificar e caracterizar genes:a busca do gene perdido

Experimentos que levaram ao modelo da dupla hélice

Alexander Todd descreve que o DNAé um polinucleotídeo

Rosalind Franklin faz experimentos de difração de Raios-X que são “mostrados” a Watson

Esses experimentos sugerem uma estruturamagricela e helicóide, com duas fitas e um diâmetro com pirimidinas e purinas pareando


-hélice é descrita como aestrutura das proteínas


Erwin Chargaff se encontra com Watson e Crick e relata seus achados: as quantidades relativas de A e T são iguais e C e G também.

Resumo: DNA

Evolução do conhecimento em biologia molecular desde a dupla-hélice

1950 1960

Hibridizaçãopor Sothern,1975

Genômica,1991

Dupla-hélice, 1953

Transcrição 1957

Replicação, 1958 DNA polimerase, 1961

Códigogenético, 1961

Regulação da expressão gênica,1961

DNArecombinante,1973

Sequencimento de DNA, 1975

Primeiro gene humano,1977

Insulina recombinante,1982

Transgênicos,1980

Bancos de armazenamento de dados 1971

PCR,1985

Enzimas de restrição,1971

Retrotranscrição, 1970

1970 1980 1990

Como nós podemos manipular o DNA?

1a etapa: purificação


2a etapa: visualização


2a etapa: visualização: eletroforese em gel


3a etapa: cortar e colar

GAATTC GGGCCC CTTAAG CCCGGG

Enzimas de restrição: tesouras moleculares

DNA Estranho

Fragmentos doDNA estranho “insert”

Plasmídio aberto,

Gene resistente à Ampicillina

Plasmídio circular,com “Insert”

Mistura com aenzima Ligase

LIGATION

Criação de moléculas recombinantes

isolar o DNA

- digerir com enzimas de restrição

- digerir os plasmídeos com a mesma enzima

- ligar as fitas de DNA e plasmidiais

Como clonar um gene?

Introduzir os plasmídeos recombinantes nas bactérias

- selecionar os plasmídeos

Como clonar um gene?

CLONAGEM CLONAGEM DA INSULINADA INSULINA

Insulina recombinante (Humulin)

-introduzir gene responsável pela produção de insulina dos seres humanos em bactérias (plasmídios)

-bactérias produzem insulina humana recombinante

-produção praticamente ilimitada e com custos muito baixos em comparação ao outro método

Transgênicos

Primeiro mamíferotransgênico: hormôniodo crescimento

Transgênico que reverteuo sexo

Tabaco com geneluminescente de bactéria

Identificação humana: teste de paternidade por DNA

Complementaridade pode ser usada parase fazer uma “pescaria molecular”

Hibridização por Southern

+ + + + + + + + + +

Pólo negativo- - - - - - - - - - - - - -

Poços

1. Separação do DNA fragmentadopor eletroforese em gel

2. Transferência do DNA fragmentado para um suporte sólido (filtro deNitrocelulose)

3. Hibridização com a sonda marcada

4. Lavagem do filtro para manterapenas a sonda hibridizada como fragmento de DNAespecifico

5. Exposição

a um filme de Raios-X

Teste de Paternidade

Paternidade

Inclusão

Exclusão

O que mudou na era genômica/Pós-genômica?

1

10

100

1000

10000

1970 1980 1990 2000

No

de g

enes

es t

u da d

o s

...escala!

Abordagem “ômica” de doenças complexas

Larga-escala

Sistemas automatizados BiomatemáticaBioinformática Bioestatística

Melhores ferramentas

Vacinas Testes genéticos Remédios

Reinvenção do dogma central da biologia molecular?

DNA RNA PTN

genoma transcriptoma proteoma

DNA na sociedade

DNA

TrangênicosDrogas

recombinantes: insulina, vacina

HBV

Medicamentosinteligentes

(dosagens pessoais)

Diagnóstico dedoenças

Teste de Paternidade

Projeto genoma: santo Graal

Árvore da vidaCódigo da vida

Manual de informações

Livro de receitas

Quando o DNA vira notícia(Massarani et al, C&A:26, 2003)

Informações sobre 751 notícias em 5 jornais diários brasileiros

Jun/2000- mai/2001Distribuição dos artigos por assunto

Mapeamento genético 78%

Associação entre genes e doenças ecomportamento 30%

Trangênicos 23,7%

Clonagem 13,7%Atitude da imprensa

Postura favorável 54%

favorável com ressalvas 5%

prós e contras 30,1%

Postura desfavorável 15,7%

A ideologia do DNA no século XX

Década de 60: dogma central após o modelo da dupla-hélice cria a idéia do DNA como um plano mestre da execução da vida

Década de 90: Genoma, aos invés do DNA apenas, reconstitui a o conceito de entendimento da planta dos seres vivos (blueprint)

Década de 20: hereditariedade e, em última análise, os (desconhecidos) genes definem as características do indivíduo das morfológicas as comportamentais.

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