GENÉTICA Prof. Eduardo Brum Schwengber (Dudu) Introdução ao estudo da genética CONCEITO Bateson (1906) GENÉTICA = Genesis= origem “FISIOLOGIA DA HEREDITARIEDADE E VARIAÇÃO” Genética é a ciência que estuda a herança e as variações das espécies. Nascimento de uma ciência Gregor Mendel (1822-1884)= Pai de genética Dois fenômenos Hereditariedade =s gerar =s Variação ≠ ambientais ou genéticas Descendentes Meio Constituição genética Ascendentes Não hereditárias Hereditárias Hereditariedade Variação Complementam Variação ≠ Seleção Características Herdáveis + ou mantido Sabiam das semelhanças, mas não sabiam explicar. É a ciência dos genes, da hereditariedade e da variação dos organismos. É o ramo da biologia que estuda a forma como se transmitem as características biológicas de geração para geração. Divisões da Genética 1- Genética da transmissão 2- Genética molecular 3- Genética de populações 1- Genética da transmissão O foco é o organismo. Como ele herda sua constituição genética e como transmite seus genes para a geração seguinte. 2- Genética molecular O foco é o gene, sua estrutura, organização e funcionamento. 3- Genética de populações O foco é o grupo de genes encontrado em uma população. Evolução Ramalho (2004), genética é o estudo de dois fenômenos distintos: a hereditariedade e a variação. A hereditariedade conceituada pela tendência de iguais gerar iguais. Explica o fato de descendentes (filhos) se assemelharem aos seus ascendentes (pais e avós). A variação se define como todas as diferenças ambientais ou genéticas entre os organismos relacionados pela descendência. É considerada hoje a ciência que mais contribui para o bem estar do homem. Por que? Alimentos Medicina Farmacologia Terapias Gênicas BEM ESTAR Histórico Embora a ciência da genética seja jovem, quase que totalmente um produto dos últimos 100 anos, as pessoas têm usados os princípios da genética há milhares de anos. GREGOR MENDEL (1822 – 1884) As conclusões de MENDEL, que não foram apreciadas por 35 anos, criaram a fundação de nossa moderna compreensão da hereditariedade, e ele hoje é reconhecido como o PAI DA GENÉTICA. Outros feitos importantes... Os desenvolvimentos em citologia tiveram uma forte influência sobre a genética: Robert Brown (1773 – 1858) - descreveu o núcleo celular em 1833; Matthis Jacob (1804 – 1881) e Theodor Schwann (1810 – 1882) - propuseram o conceito da teoria celular em 1839; Charles Darwin (1809 -1882) – Foi um dos mais influentes biólogos do século dezenove, lançou e publicou a teoria da evolução por meio da seleção natural, e suas idéias foram lançadas no livro On the Origin of Species (A origem das Espécies) em 1856. Charles Darwin (1809 – 1882) Reconheceu que a hereditariedade era fundamental para a evolução, e fez amplos cruzamentos genéticos com pombos e outros organismos. Entretanto nunca compreendeu a natureza da herança e esta falta de compreensão foi uma grande omissão em sua teoria. Final do século dezenove August Weismann (1834 – 1914) derrubou por fim a noção de herança de caracteres adquiridos. Cortou a cauda de camundongos ao longo de 22 gerações consecutivas e mostrou que o tamanho da cauda continuava longo. Propôs a TEORIA DO GERMOPLASMA, que diz que as células dos órgãos reprodutivos possuem um conjunto completo de informações genéticas que é transmitidos aos gametas. Genética Moderna, Século Vinte O ano de 1900 foi fundamental na história da genética: A publicação de Gregor Mendel foi redescoberta que revelaram os fundamentos da hereditariedade; Contudo, só nos primeiros anos deste século é que foi proposta a teoria da herança cromossômica, baseadas nas leis de mendelianas de herança, redescobertas em 1900 por Correns et al. em uma série de trabalhos citológicos publicados até 1904. Walter Sutton (1877 -0 1916) propôs em 1902 que os genes estão situados nos cromossomos; Hunt Morgan (1866 – 1945) descobriu o primeiro mutante genético em moscas das frutas em 1910; Ronald Fischer (1890 – 1962), Jonh Haldane (1892 – 1964) e Sewall Wright (1889 – 1988) fundaram a genética de populações nos anos 30; O conceito de gene Bateson=genes pareados=alelo Lucien Cuénot=gens para cor da pelagem em camundongos W.E. Castle=genes ao sexo e padrão de cor de pelagem W.L.Johannsen=influência da hereditariedade e do ambiente A teoria cromossômica Wilhem Roux; T. Boveri e W.S. = GENE é parte de um CROMOSSOMO. Confirmada por melanogaster. T.H.Morgan com Drosophila H.J. Muller citologia + genética= CITOGENÉTICA Continuando... •A genética começou a usar bactérias e vírus nos anos 40; •Na mesma época acumularam evidências de que o repositório de informações genéticas era o DNA; •Em 1953 James Watson e Francis Crick descreveram a estrutura tridimensional do DNA, entrando na era da genética molecular; A natureza química do gene Garrod em 1902 os genes funcionavam através de enzimas. Confirmação por Beadle, Ephrussi, Tatum e Haldane Avery e colaboradores, Hershey e Chase quem carregava a informação genética Fraenkel, Conrat e Singer exceção Rápidos avanços •Em 1966, a estrutura química do DNA e o sistema pelo qual ele determina a seqüência de aminoácidos das proteínas foi desenvolvido; •Em 1973, os avanços da genética molecular levaram aos primeiros experimentos de DNA recombinante, outra revolução nas pesquisas; •Em 1977, Walter Gilbert e Frederick Sanger desenvolveram métodos para o seqüênciamento do DNA; Em 1983, Kary Mullins e outros desenvolveram uma técnica de rápida amplificação de pequenas quantidades de DNA, “Reação em Cadeia da Polimerase”. Em 1990, a terapia gênica foi usada pela primeira vez para tratar doenças genéticas humanas nos Estados Unidos e foi iniciado o projeto genoma humano e completado em 2002. A genética na atualidade Serve de base para o melhoramento Milho híbrido produtividade de 2010 kg/ha em 1930 para 7450 kg/ha em 1990. Em 1970, Norman Borlaug obteve trigo Mexicano. Na Índia, durante 5 anos colheita de trigo de 12 para 21 milhões de ton. 1930 cultura canavieira ameaçada por vírus do mosaico Cafezais susceptíveis a ferrugem Arroz irrigado Soja Animais Avicultura 1360g aos 86 dias para 1814g aos 49 dias e hoje 2000g aos 42 dias CA passou de 3,41:1 para 1,87:1 60-80 ovos/ano ovos/ano e as aves melhoradas 270 •Em 1995 foi determinada a primeira seqüência completa de DNA de um organismo de vida livre, a bacteria Haemophilus influenzae; •Em 1997 foi clonado o primeiro organismo superior, a Dolly; •No inicio do século vinte e um foi determinada a seqüência do genoma humano, iniciando uma nova era na genética. Projeto Genoma Humano A princípio, em 1990, previa-se que a empreitada científica iria durar 15 anos e custar três bilhões de dólares. Não foi bem assim, em menos de 13 anos e com dois bilhões e setecentos milhões, a análise foi 99,99% concluída. Esse pequeno percentual de 00,01% é o que torna o ser humano único. Ele é impossível de ser totalmente mapeado já que existem pequenas diferenças entre cada pessoa. "Este é um presente extraordinário para toda a humanidade: Todas as letras para o livro de construção do ser humano. Todas as informações do óvulo até a morte." afirmou o pesquisador Francis Collins, diretor de genoma nos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos. Durante a pesquisa, mais de 30 doenças genéticas foram identificadas com base nos dados obtidos. Um progresso considerável. A dificuldade agora será descobrir onde está e o que faz cada um dos aproximadamente 50.000 genes do genoma humano. O Futuro da Genética O conteúdo de informações da genética hoje se duplica a cada ano. As sequencias de genoma de muitos organismos são adicionados aos bancos de dados de DNA a cada ano e novos detalhes sobre a estrutura e função do gene estão continuamente expandindo os nossos conhecimentos sobre a hereditariedade. Todas essas informações nos dão uma melhor compreensão sobre os vários processos biológicos e correlações evolutivas. O uso da genética na agricultura, na química e em cuidados de saúde irá continuar a se expandir. Alguns preveem que a biotecnologia será para o século vinte e um o que a indústria da eletrônica foi para o século vinte. Esse crescimento amplo da genética suscitará significativas questões éticas, morais, sociais e econômicas. CROMOSSOMOS FELIZES!!!!!!