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Disciplinas: Turmas:

Fundamentos da Genética e Biologia Molecular Fisioterapia (1o Ano)

Estudo da Genética e da Evolução Terapia Ocupacional (1o Ano)

Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira BelliniE-mail: [email protected]

O que é

Hereditariedade?

HistóricoSéculo XIX:

União de duas Ciências

Genética Citologia� Genética

� Hereditariedade e variação

� Thomas Hunt Morgan

� Citologia

� Célula

� Edmund Beecher Wilson

Histórico� 1902 – Walter Sutton

� Ovogênese de Brachystola magna

� Fêmea: 2 cromossomos “acessórios” (XX)

� Macho: 1 cromossomo “acessório” (X_)“acessório” (X_)

� Durante a meiose, cada gameta recebe apenas um cromossomo de cada tipo.

Histórico

1903: Theodor Boveri

Wilson:

Sutton& Boveri

Cromossomos individuais são diferentes entre si.

Sutton& Boveri

“Os cromossomos na hereditariedade.”

Histórico� 1910: Thomas Hunt Morgan

� Macho mutante – White

� Vantagens:� Reprodução rápida;

� Baixo custo de manutenção;

� 4 pares de cromossomos� (1 par sexual)

Drosophila melanogaster - Selvagem

Drosophila melanogaster - White

Conceitos básicos:� Invivíduo Homogamético:

Origina apenas um tipo de gameta;XX = mulher, Drosophila sp fêmea.

� Indivíduo Heterogamético:Origina dois tipos de gameta;

XY = homem, Drosophila sp macho.

� Indivíduo Hemizigoto:Tem apenas uma cópia de um gene específico.

Genes ligados aos cromossomos sexuais.

Experimentos de Morgan

Parental (P):Gametas XW Y

X W+ X W+XW X W+Y

XW+XW+ XWY

X W+ X W+XW X W+Y

X W+ X W+XW X W+Y

F1:

XW+X W X W+ Y


F1 x F1:Gametas XW+ Y

X W+ XW+XW+ XW+Y

XW+XW+ XW+XW XW+Y XWYXW+X W X W+ Y

X W+ XW+XW+ XW+Y

XW XW+XW XWY


XW+XW+ XW+XW XW+Y XWY

Cromatina ou Cromossomo?Croma = cor

Corado e Visível ao Microscópio de Luz (ML)

Núcleo Interfásico: Núcleo em Divisão:Núcleo Interfásico:

CromatinaCompactada ou Descompactada

Núcleo em Divisão:

CromossomoAltamente Compactado

Cromatina = Cromossomo

≠ Morfologia e Fisiologia �� mesma estrutura

DNA, Cromatina e Cromossomo

� Nucleoproteicas;

� Sequência Linear de genes;

� Localizados no núcleo;

� Hereditariedade!

DNAÁcido Desoxirribonucleico

Contém toda a informação genética de um organismo

Informação � genes

DNAÁcido Desoxirribonucleico� Nucleotídeos:

� Fosfato;

� Pentose;� Pentose;

� Base nitrogenada.

� Dupla-hélice


� Base nitrogenadas:� Complementariedade:

A T

Purinas = 2 anéis de Carbono

� A T

� C G

� Proporção:� A = T ; C = G

� A + G = C + T

� A + T ≠ C + G

Pirimidinas = 1 anel de Carbono

Pontes de Hidrogênio

Quantidade de Purinas = Pirimidinas


� Desoxirribose:� Pentose;� Pentose;

� Carbonos: 1’ � 5’ direita � esquerda. � C 1' - base

� C 5' - grupo fosfato


� Dupla-hélicePontes de Hidrogênio

Polaridade Oposta

Diâmetro = 2nm

0,34nm

3,4nm

10 pares de bases

CadeiasAntiparalelas

5’� 3’3’� 5’

Cromatina� DNA + proteínas

� Histonas� Básicas (arginina e lisina)

� Ligação: amino – fosfato

� Não –histonas� Ácidas

� Ligadas ao DNA ou � Ligação: amino – fosfato

� H1 – ligação externa

� H2A

� H2B Octâmero

� H3

� H4

� 3% de RNA nascente

� Ligadas ao DNA ou dispersas no carioplasma� Estrutura dos

cromossomos;

� Replicação e Reparo de DNA;

� Ativação e Repressão Gênica.

Cromatina� Nucleossomo:

� 200 pares de bases (pb);

� Octâmero Histonas;

� Histona H1.

H2AH2BH3H4

� Histona H1.

6nm

10 nm

H1

Cromatina� Fibras 10nm =

nucleofilamentos� 1o nível de compactação;

� Associação de

� Fibras 30nm = solenóide� 2o nível de

compactação;

� estrutura helicoidal.� Associação de nucleossomos – Colar de Contas.

� estrutura helicoidal.

Cromatina - Estados funcionais� Eucromatina:

� Transcrita.

� Heterocromatina:� Heterocromatina:� Não transcrita.

Parâmetro Heterocromatina Eucromatina

Coloração Intensa Fraca

Compactação AltamenteCompactada

FrouxamenteCompactada

Transcrição Inativa Ativa

Cromatina - Estados funcionais

Heterocromatina Constitutiva

Heterocromatina Facultativa

� Sequência repetitiva de DNA, nunca transcritas.nunca transcritas.� Centrômeros e Telômeros.

Centrômero ouConstrição Primária

Telômeros

Telômeros


Heterocromatina Constitutiva


� Sequência repetitiva de DNA, nunca transcritas.

� Sequências únicas ou medianamente repetitivas, nunca transcritas.

� Centrômeros e Telômeros.

medianamente repetitivas, passíveis de transcrição, mas inativas.� Cromatina Sexual

(Corpúsculo de Barr)

Célula do Epitélio Bucal

Cromatina Sexual



� Corpúsculo de BarrFêmeas de Mamíferos;

� Sequências únicas ou medianamente repetitivas, � Fêmeas de Mamíferos;

� Inativação intra-uterina ;

� Mosaico (ao acaso);

� Compensação de dose (XX);

� Diagnóstico citológico do sexo.

medianamente repetitivas, passíveis de transcrição, mas inativas.� Cromatina Sexual

(Corpúsculo de Barr)

Célula do Epitélio Bucal

Cromatina Sexual

� Dupla hélice DNA;

� Nucleossomo;

� Solenóide;

Cromossomos

� Fibra 300nm;

� Fibra 700 nm;

Cromossomo - Estrutura

DNA

Material genético, portador da

informação quecompreende os

genes.

Cromossomo - EstruturaCromátides

Filamentos idênticos, resultantes da

autoduplicação e da posterior divisão

longitudinal do cromossomo

DNA

longitudinal do cromossomo durante a divisão celular.


Centrômero ou

DNA

Divide o cromossomo em dois braços. Região de ligação das fibras do fuso durante a divisão

celular.



Centrômero ou

Satélite

DNA

Porção terminal de material cromossômico

separado do cromossomo por uma constrição

secundária. Zona SAT - Região relacionada com a

formação do nucléolo durante a telófase



Satélite

Centrômero ou

Telômeros

DNA

Sequências repetitivas de proteínas e DNA não

codificante que formam as extremidades dos

cromossomos. Estabilidade estrutural.


Telômeros


Satélite

Centrômero ou

Telômeros

Constrição Secundária

DNARegião de condensação

diferenciada no cromossomo;

Região organizadora de nucléolo (RON);

DNA moderadamenterepetitivo.


Telômeros




Satélite

Centrômero ou

Telômeros


Braço Curto

(p)

DNA


Telômeros

Constricção Secundária


Braço Longo

(q)

Cromossomo - Estrutura� DNA: Material genético, portador da informação que compreende os

genes.

� Cromátides: Filamentos idênticos, resultantes da autoduplicação e da posterior divisão longitudinal do cromossomo durante a divisão celular.

� Centrômero ou Constrição primária: Divide o cromossomo em dois braços. Região de ligação das fibras do fuso durante a divisão celular.braços. Região de ligação das fibras do fuso durante a divisão celular.

� Satélite: Porção terminal de material cromossômico separado do cromossomo por uma constrição secundária. Zona SAT - Região relacionada com a formação do nucléolo durante a

telófase

� Telômeros: Sequências repetitivas de proteínas e DNA não codificanteque formam as extremidades dos cromossomo. Estabilidade estrutural.

� Constrição secundária: Região de condensação diferenciada no cromossomo; Região organizadora de nucléolo (RON); DNA moderadamente repetitivo.

Cromossomos Classificação Morfológica

Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico

CromossomosClassificação por Bandas

� Caracterização realizada por técnicas especiais de tratamento e coloração � bandastratamento e coloração � bandas

Padrão definido de segmentos corados

ao longo do cromossomo

Cromossomos Classificação por Bandas

Banda G

� Enzima: Tripsina

� Corante: Giemsa

� Discrimina � Discrimina segmentos cromossômicos.

� baixos teores de G (guanina) e C (citosina).


Banda C Banda R

� Desnaturado com solução salina e Calor;

� Solução de Hidróxido de Bário

� Corante: Giemsa

� As bandas escuras são ricas em CG;

� As bandas claras são ricas em AT.

Bário

� Corante: Giemsa

� As bandas C evidenciam região centromérica e pericentromérica.


Banda RON (NOR) Banda Q

� Corante: Quinacrina (fluorescente);

� Corante: Nitrato de Prata

� As bandas NOR evidenciam � Bandas fluorescentes são

ricas em Adenina (A) e Timina (T);

� Identificação do Cromossomo Y.

� As bandas NOR evidenciam região organizadora de nucléolo.

Banda T

� As bandas T correspondem a regiões teloméricas.

46 cromossomos

23 (origem materna) 23 (origem paterna)

Cromossomos Humanos

22 Autossomos 22 Autossomos

1 Sexual (X) 1 Sexual (X ou Y)

Cromossomos homólogos: semelhantes em tamanho e forma, com a mesma disposição de genes.

Autossomos

Cromossomos Humanos

21

Sexuais

Autossomos

Cromossomos Humanos

21

São todos oscromossomos, exceto os

sexuais.Uma célula diplóide

(2n), possui duas cópiasde cada autossomo.

Cromossomos Humanos

São aqueles cujosconteúdos são diferentes

nos dois sexos.Em humanos:XX = mulher

21

Sexuais

XX = mulherXY = homem

Cromossomos Humanos

Cariótipo

� Constituição cromossômica de uma célula ou um

21

ou um indivíduo;

� Ordem:� Tamanho;

� Posição Centrômero.

Mitose x Meiose

2n = 2

DuplicaçãoDNA

IntérfaseG1

Intérfase S, G2, Prófase ou Prófase I

Mitose

MetáfaseAnáfase

Telófase:2 células (2n)

E!

DNA

Metáfase I

Anáfase I

Meiose

Telófase I:2 células (n)

Prófase II

Metáfase II

Anáfase IITelófase II:4 células (n)

R!

E!

Resumindo:� Hereditariedade� Genética + Citologia� Cromatina = Cromossomo

� DNA+proteinas� Nucleossomo� Nucleossomo� Fibras 10nm, 30nm, 300nm, 700nm

� Cromossomos� Classificação Morfológica� Classificação por Bandas� Cromossomos Humanos� Homológos, Autossomos, Sexuais� Cariótipo� Mitose vs Meiose

Referências� 1) LEWIS, B. Genes VII. 7a ed. Artmed Editora, 2001. Capítulo 18.

� 2) NUSSBAUM, R.L.; MCINNES, R.R. & WILLARD, H.F. Thompson e Thompson Genética Médica. 7ª ed.Elsevier, 2008. Capítulo 2.

� 3) SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 2ª ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2001. Capítulo 6.

� 4) JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO J. Biologia Celular e Molecular. 7a. Ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2000. Capítulo 8 e 9.

� Obs: Há edições mais recentes das referências 1, 3 e 4.

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