A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA Biologia Celular Prof. Dr. Rogaciano Batista <rogarbatista@yahoo.com.br>

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA O CONCEITO DE UM GENE COMO UMA UNIDADE DE HERANÇA A Ciência da Genética teve início com o trabalho de Gregor Mendel na década de 1860, a partir de então novos fatos aconteceram. 02

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA As característica das plantas eram governadas por fatores distintos de heranças, que foram mais tarde, genes; Cada planta se originava através da união de um gameta masculino e feminino; Na formação da vida da planta, o par de alelos era separado; A segregação de um par de alelos para uma característica não tinha efeito sobre a segregação de alelos; 03

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA CROMOSSOMOS: OS PORTADORES FÍSICOS DOS GENES Durante a divisão celular, o material do núcleo tornava-se organizado em “filamentos” visíveis (cromossomos) CROMOSSOMOS COMO PORTADORES DA INFORMAÇÃO GENÉTICA Em 1903 Walter Sutton, investigou células reprodutivas de gafanhotos; ANÁLISE GENÉTICA EM DROSOPHILA Em um ano de pesquisa (Morgan) encontrou seu primeiro mutante, isto é, uma espécie que tinha uma característica herdada que se distingue. 04

Agentes mutagênicos causados pela poluição A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA MUTAGÊNESE E CROMOSSOMOS GIGANTES Do lado prático, o uso de agentes mutagênicos, como os Raios X e a radiação ultravioleta, gerava um grande aumento no nº de mutantes; Agentes cancerígenos Agentes mutagênicos causados pela poluição MUTAGÊNICO Agentes mutagênicos causados pela indústria Agentes Físicos 05

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA A ESTRUTURA DO DNA – Composição de Bases DNA – ADN ( Ácido Desoxirribonucléico / Desoxirribose de 05 carbonos onde o DNA contém duas Bases nitrogenadas Pirimidinas diferentes (Timina e Citosina) e duas Purinas diferentes (Guanina e Adenina)); 06

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA A PROPOSTA DE WATSON-CRICK A molécula é composta de duas cadeias de nucleotídeos; As duas cadeias se enrolavam uma em torno da outra para formar um par de hélices; As duas cadeias compondo um dupla hélice estavam orientadas em direção oposta; O esqueleto açúcar fosfato de cada cadeia está localizado externamente; As bases ocupam planos que são perpendiculares ao longo da molécula; As duas cadeias são mantidas juntas por pontes de hidrogênio; A distância de um átomo de fosfato para o centro é de 1nm e a largura da dupla hélice é de 2nm; Uma Pirimidina é sempre pareada com uma Purina; Os átomos de nitrogênio (carbonos 4 e 6) forma a Amino (NH2); Os espaços entre giros adjacentes da hélice são de diferentes larguras. 07

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA A IMPORTÂNCIA DA PROPOSTA DE WATSON-CRICK Armazenamento da Informação Genética; Autoduplicação e herança; Expressão da mensagem genética. A ESTRUTURA DO GENOMA – Todos os indivíduos que compõem uma população de uma espécie compartilham os mesmos genes ainda que diferentes indivíduos invariavelmente. A COMPLEXIDADE DOS GENOMAS VIRAIS E BACTERIANOS – Vários fatores determinam a taxa de renaturação de uma preparação de DNA; A COMPLEXIDADE DOS GENOMAS DE EUCARIOTOS – A renaturação dos DNAs virais e bacterianos ocorre seguindo curvas simétricas e simples. B V Genoma Bacteriano Genoma Viral 08

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA Leituras: 1 A PERSPECTIVA HUMANA (Doenças que resultam da expansão da repetição de Trinucleotídeos) Acreditava-se que os genes eram transmitidos de geração a geração; “Mutação Dinâmica” – Ocorre na qual a seqüência de nucleotídeos de um gene mudava entre pais e filhos; Doença do Tipo 1 – São todas distúrbios neurodegenerativas que resultam da expansão do nº de repetições do trinucleotídeos. Ex: Doença de Huntington (HD) – caracterizada por movimentos descoordenados, involuntários, mudanças na personalidade, etc. 09

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA 4. DOENÇAS DO TIPO 2 – Envolvendo repetições de trinucleotídeos . Ex: Sindrome do X Frágil é caracterizada por retardo mental. Assim com várias anomalias físicas, a doença é causada pela mutação dinâmica em um gene chamado FGMR1, cujo produto não foi precisamente definido. 10

A NATUREZA DO GENE E DO GENOMA LEITURAS: 2 A PERSPECTIVA HUMANA – SEQUENCIANDO O GENOMA HUMANO Em 1986, um grupo de cientistas de todas as partes do mundo se reuniu para discutir a possibilidade de que toda a informação genética dos cromossomos pode se decodificada; O termo Genoma refere-se a informação estocada em todo o DNA; O Genoma Humano contém 3 bilhões de pares de bases; A medida que iam sendo geradas, as seqüências eram depositadas em um banco de dados – GENBANK; Após a publicação de 1999, o principal anúncio do (HGP) veio em junho de 2000, com o “Rascunho” do genoma humano inteiro; O anúncio do rascunho em junho de 2000 foi feito em conjunto pela (Celera e HGP). Uma versão final do genoma foi lançado em 2002-2003, contendo um nº significativo de intervalos; Na verdade, nosso genoma contém cerca de 30.000 genes diferentes ou cerca de 50-75% mais que um nematódeo microscópico; A análise de seqüência do genoma permite identificar aqueles genes que causam doenças humanas Ex: Câncer, hipertensão e doenças mentais; 9. Procedimentos de triagem são limitados a um pequeno nº de doenças Ex: Fibrose Cística, Huntington, Alzheimer, Anemia Falciforme e Câncer de mama; O(PGH) tem causado debates da comunidade não-científica “Abre a porta para futuras invasões de nossa privacidade”. Ex: Seguradoras e Empregadores podem exigir informações sobre a constituição genética para a disposição de enfermidades particulares. 11