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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.
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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 Humana 1983 Mapeado o 1o gene relacionado a uma doença (Huntington) Teste diagnóstico 1985 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 • 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 cromossomos • Cromossomos = DNA + PTN Frederick Griffith (1928) Primeira demonstração de transformação bacteriana (Streptococcus pneumoniae) 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???
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)
Açúcar A composição química do DNA Nucleotídeos
Base Nitrogenada Grupamento Fosfato
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
EXTREMIDADE 5’ EXTREMIDADE 3’ EXTREMIDADE 3’ EXTREMIDADE 5’ O DNA é uma dupla hélice
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 triplex” “DNA tetraplex”
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 Híbrido RNA-DNA RNA fita simples RNA 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 rRNA 16S de E. coli rRNA 5S de E. coli RNA mensageiros (mRNAs) • são menos abundantes (entre 5 e 10% dos RNAs celulares) • apresentam grande variação de tamanho • geralmente lineares
Estrutura dos cromossomos em Eucariotos • (a) fibra de 30 nm • (b) nucleossomos