1

A descoberta do material genético

1865 – Mendel apresenta os resultados de seus experimentos de cruzamento com

ervilhas.

1900 – O trabalho de Mendel é redescoberto por De Vries, Correns e Tschermak.

1903 – Sutton propõe que os genes residem em cromossomos.

1905 – Bateson introduz o termo genética para descrever o estudo da hereditariedade.

1909 – Johannsen propõe que os fatores de Mendel fossem chamados de genes.

1910 – Morgan começa seus experimentos de cruzamento de moscas de frutas.

1911 – Cinco genes de um cromosso de Drosophila mapeados.

1915 – 85 genes de Drosophila mapeados em quatro cromossomos.

1935 – Delbruck, Timofeyev-Ressovsky e Zimmer propõem que o gene é uma unidade

física.

1941 – Beadle e Tatum propõem que cada gene controla a atividade de uma única

enzima.

Como é o DNA

2

A dupla hélice possui uma largura constante pois as bases sempre se complementam

T-A

C-G

3

Expressão dainformação biológica.

Síntese de RNA e Proteínas

••Transcrição Transcrição -- a informação a informação genética do DNA é genética do DNA é transcrita numa seqüência transcrita numa seqüência de bases no RNAde bases no RNA

••Tradução Tradução -- a informação a informação contida no RNA é traduzida contida no RNA é traduzida na forma de proteínas na forma de proteínas específicasespecíficas

Escherichia coliEscherichia coli

•• Um cromossomo circularUm cromossomo circular

••PlasmídeosPlasmídeos

•• HaplóideHaplóide

•• Codificação (88 %) Codificação (88 %) Regulação (10 %)Regulação (10 %)

Características do Genoma bacterianoCaracterísticas do Genoma bacteriano

Comparação do tamanho de genomas

4

Modelo da replicação em Modelo da replicação em E. E. colicoli

•• DnaADnaA reconhece a origemreconhece a origem

•• A A helicasehelicase abre a dupla fita abre a dupla fita

•• As As topoisomerasestopoisomerases (DNA (DNA girasegirase) ) reduzem a tensão do reduzem a tensão do desenrolamentodesenrolamento

•• Proteínas de união ao DNA (SSB), Proteínas de união ao DNA (SSB), mantêm a estabilidade das fitas mantêm a estabilidade das fitas simples .simples .

•• PrimasePrimase ((DnaGDnaG): Iniciadores): Iniciadores

•• Holoenzima: DNA Pol IIIHoloenzima: DNA Pol III

•• A fita líder é sintetizada continuaA fita líder é sintetizada continua

•• A fita retardada é sintetizada A fita retardada é sintetizada através dos fragmentos de através dos fragmentos de OkazakiOkazaki

•• DNA DNA LigaseLigase

A replicação do cromossomo circular

•• origem de replicação origem de replicação bidirecionalbidirecional

••Uma única origem de Uma única origem de replicação em E.replicação em E.colicoli ((OriCOriC, 245 , 245 pb) pb)

•• semiconservativa direção 5’semiconservativa direção 5’��33’’

••Processo de cópia de uma molécula de DNA parental para Processo de cópia de uma molécula de DNA parental para formar 2 moléculas de DNA filhasformar 2 moléculas de DNA filhas

5

rRNA

mRNA

tRNA

Tipos de RNA

6

Formas de fluxo da informação genética

ProcarióticoProcariótico EucarióticoEucariótico

•• 101055 -- 101066 pbpb

•• Haplóide Haplóide

•• 1 cromossomo circular1 cromossomo circularBorreliaBorrelia burgdorferiburgdorferi : 1 linear, : 1 linear, RhodobacterRhodobacter sphaeroidessphaeroides:: 2 circulares2 circulares

•• 101077 –– 101099 pbpb

•• Haplóide Haplóide -- diplóidediplóide

•• PolicistrônicoPolicistrônico

•• vários cromossomos linearesvários cromossomos linearesSaccharomycesSaccharomyces cerevisiaecerevisiae 16, 16,

GiardiaGiardia lamblialamblia 44

•• Ausência de Ausência de intronsintrons •• Presença de Presença de intronsintrons

•• MonocistrônicoMonocistrônico

REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA

7

Mutações

Genótipo e FenótipoGenótipo e Fenótipo

• Genótipo - Composição genética do organismo

• Fenótipo - Manifestação do genótipo

• Mutações: espontâneas ou induzidas

• Tipos

– Substituição de bases: missense nonsense

– Deslocamento do quadro de leitura por deleção

ou por inserção de uma ou mais bases.

Alteração do material genético

8

Alteração do material genético

Alteração do material genético Alteração do material genético

Alteração do material genético

9

Mutações do ponto de vista fenotípico.

Mutantes auxotróficos – afetados na biossíntese de metabólito

essencial. Dependem que seja fornecido no meio de cultura

(Ex. aminoácidos, nucleotídeos, etc).

Mutantes condicionais letais – A proteína sintetizada é apenas

funcional em determinada condição (temperatura por

exemplo). Permitem estudar genes essenciais.

Mutantes resistentes – A proteína afetada pelo agente

antimicrobiano se torna insensível.

Mutantes regulatórios – Passam a expressar constitutivamente

o gene (Ex. mutantes no gene lacI).

Alteração

do

material

genético

Teste de Ames

TRANSFERÊNCIA

GENÉTICA

Transformação

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Conjugação Conjugação

Um vírus serve de transmissor do material genético de um organismo para outro. Neste exemplo, o organismo e uma bactéria (o vírus échamado de bacteriófago).

Transdução.Transdução - Generalizada

Transdução –

Especializada.

RECOMBINAÇÃO

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a) Transformação

b) Conjugação,

transferência de DNA

plasmidial

c) Conjugação -

transferência de DNA

cromossômico

(mobilização)

d) Transdução

Adaptado de Furlaneto, 1998

a. Inserção do plasmídio por

recombinação entre IS.

b. Movimento de elemento de

transposição do cromossomo

para plasmídio.

c. Transferência plasmídio por

círculos rolantes.

d. Recircularização.

e. Ataque por endonucleases

f. Replicação.

g. Integração no cromossomo.

h. Recombinação entre o DNA

cromossomal transferido e o

cromossomo residente.

12

Tecnologia do DNA recombinante

13

14

PCR

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