Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini E

Disciplinas:
Fundamentos da Genética e Biologia Molecular
Estudo da Genética e da Evolução
Turmas:
Fisioterapia (1o Ano)
Terapia Ocupacional (1o Ano)
Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini
E-mail: [email protected]
O que é
Hereditariedade?
Histórico
Século XIX:
União de duas Ciências
Genética
Citologia
Hereditariedade e variação
Célula
Thomas Hunt Morgan
Edmund Beecher Wilson
Histórico
1902 – Walter Sutton
Fêmea: 2 cromossomos
Ovogênese de
“acessórios” (XX)
Macho: 1 cromossomo
“acessório” (X_)
Brachystola magna
Durante a meiose, cada
gameta recebe apenas
um cromossomo de cada
tipo.
Histórico
Wilson:
1903: Theodor Boveri
Cromossomos individuais
são diferentes entre si.
Sutton& Boveri
“Os cromossomos na
hereditariedade.”
Histórico
1910: Thomas Hunt Morgan
Macho mutante – White
Drosophila melanogaster - Selvagem
Vantagens:
Reprodução rápida;
Baixo custo de manutenção;
4 pares de cromossomos
(1 par sexual)
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
XW
Gametas
Parental (P):
X W+
X W+XW X W+Y
X W+
X W+XW X W+Y
F1:
XW+XW+
Y
XWY
XW+X W
X W+ Y
Experimentos de Morgan
F1 x F1:
XW+X W
X W+ Y
Gametas
XW+
Y
X W+
XW+XW+
XW+Y
XW
XW+XW
XWY
XW+Y
XWY
XW+XW+
XW+XW
Experimentos de Morgan
XW+XW+
XW+XW
XW+Y
XWY
Experimentos de Morgan
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:
Cromatina
Cromossomo
Compactada ou Descompactada
Altamente Compactado
Cromatina = Cromossomo
≠ Morfologia e Fisiologia mesma estrutura
DNA, Cromatina e
Cromossomo
Nucleoproteicas;
Sequência Linear de genes;
Localizados no núcleo;
Hereditariedade!
DNA
Ácido Desoxirribonucleico
Contém toda a informação genética de um organismo
Informação genes
DNA
Ácido Desoxirribonucleico
Nucleotídeos:
Fosfato;
Pentose;
Base nitrogenada.
Dupla-hélice
DNA
Ácido Desoxirribonucleico
Purinas = 2 anéis de Carbono
Base nitrogenadas:
Complementariedade:
A
T
Pontes de Hidrogênio
C
G
Proporção:
A=T; C=G
A+G=C+T
A+T≠C+G
Quantidade de Purinas = Pirimidinas
Pirimidinas = 1 anel de Carbono
DNA
Ácido Desoxirribonucleico
Desoxirribose:
Pentose;
Carbonos: 1’ 5’
direita esquerda.
C 1' - base
C 5' - grupo fosfato
DNA
Ácido Desoxirribonucleico
Dupla-hélice
Pontes de Hidrogênio
Polaridade Oposta
Cadeias
Antiparalelas
3,4nm
10 pares de bases
5’ 3’
3’ 5’
0,34nm
Diâmetro = 2nm
Cromatina
DNA + proteínas
Histonas
Básicas (arginina e lisina)
Ligação: amino – fosfato
H1 – ligação externa
H2A
H2B
Octâmero
H3
H4
3% de RNA nascente
Não –histonas
Ácidas
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.
H2A
H2B
H3
H4
H1
10 nm
6nm
Cromatina
Fibras 10nm =
nucleofilamentos
1o nível de compactação;
Associação de
nucleossomos – Colar
de Contas.
Fibras 30nm = solenóide
2o nível de
compactação;
estrutura helicoidal.
Cromatina - Estados funcionais
Eucromatina:
Transcrita.
Heterocromatina:
Não transcrita.
Parâmetro
Heterocromatina
Eucromatina
Coloração
Intensa
Fraca
Compactação
Altamente
Compactada
Frouxamente
Compactada
Transcrição
Inativa
Ativa
Cromatina - Estados funcionais
Heterocromatina
Constitutiva
Heterocromatina
Facultativa
Sequência repetitiva de DNA,
nunca transcritas.
Centrômeros e Telômeros.
Telômeros
Centrômero ou
Constrição Primária
Telômeros
Cromatina - Estados funcionais
Heterocromatina
Constitutiva
Heterocromatina
Facultativa
Sequência repetitiva de DNA,
Sequências únicas ou
nunca transcritas.
Centrômeros e Telômeros.
medianamente repetitivas,
passíveis de transcrição, mas
inativas.
Cromatina Sexual
(Corpúsculo de Barr)
Célula do Epitélio Bucal
Cromatina Sexual
Cromatina - Estados funcionais
Heterocromatina
Facultativa
Corpúsculo de Barr
Fêmeas de Mamíferos;
Inativação intra-uterina ;
Mosaico (ao acaso);
Compensação de dose (XX);
Diagnóstico citológico do
sexo.
Sequências únicas ou
medianamente repetitivas,
passíveis de transcrição, mas
inativas.
Cromatina Sexual
(Corpúsculo de Barr)
Célula do Epitélio Bucal
Cromatina Sexual
Dupla hélice DNA;
Nucleossomo;
Solenóide;
Fibra 300nm;
Fibra 700 nm;
Cromossomos
Cromossomo - Estrutura
DNA
Material genético,
portador da
informação que
compreende os
genes.
Cromossomo - Estrutura
Cromátides
Filamentos idênticos,
resultantes da
autoduplicação e da
posterior divisão
longitudinal do cromossomo
durante a divisão celular.
DNA
Cromossomo - Estrutura
Cromátides
Centrômero ou
Constrição Primária
DNA
Divide o cromossomo
em dois braços. Região
de ligação das fibras do
fuso durante a divisão
celular.
Cromossomo - Estrutura
Cromátides
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
Centrômero ou
Constrição Primária
DNA
Cromossomo - Estrutura
Cromátides
Telômeros
Satélite
Centrômero ou
Constrição Primária
DNA
Sequências repetitivas de
proteínas e DNA não
codificante que formam as
extremidades dos
cromossomos.
Estabilidade estrutural.
Telômeros
Cromossomo - Estrutura
Cromátides
Telômeros
Satélite
Constrição Secundária
Região de condensação
diferenciada no
cromossomo;
Região organizadora de
nucléolo (RON);
DNA moderadamente
repetitivo.
Centrômero ou
Constrição Primária
DNA
Constrição Secundária
Telômeros
Cromossomo - Estrutura
Cromátides
Telômeros
Braço Curto
(p)
Satélite
Constrição Secundária
Centrômero ou
Constrição Primária
DNA
Braço Longo
(q)
Constricção Secundária
Telômeros
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.
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 codificante
que 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
Cromossomos
Classificação por Bandas
Caracterização realizada por técnicas especiais de
tratamento e coloração bandas
Padrão definido de segmentos corados
ao longo do cromossomo
Cromossomos
Classificação por Bandas
Banda G
Enzima: Tripsina
Corante: Giemsa
Discrimina
segmentos
cromossômicos.
baixos teores de G
(guanina) e C
(citosina).
Cromossomos
Classificação por Bandas
Banda C
Banda R
Solução de Hidróxido de
Desnaturado com solução
Bário
Corante: Giemsa
As bandas C evidenciam
região centromérica e
pericentromérica.
salina e Calor;
Corante: Giemsa
As bandas escuras são ricas
em CG;
As bandas claras são ricas em
AT.
Cromossomos
Classificação por Bandas
Banda RON (NOR)
Banda Q
Corante: Nitrato de Prata
Corante: Quinacrina
As bandas NOR evidenciam
região organizadora de
nucléolo.
Banda T
As bandas T correspondem a
regiões teloméricas.
(fluorescente);
Bandas fluorescentes são
ricas em Adenina (A) e
Timina (T);
Identificação do
Cromossomo Y.
Cromossomos Humanos
46 cromossomos
23 (origem materna)
23 (origem paterna)
22 Autossomos
1 Sexual (X)
22 Autossomos
1 Sexual (X ou Y)
Cromossomos homólogos: semelhantes em tamanho e
forma, com a mesma disposição de genes.
Cromossomos Humanos
Autossomos
Sexuais
21
Cromossomos Humanos
Autossomos
São todos os
cromossomos, exceto os
sexuais.
Uma célula diplóide
(2n), possui duas cópias
de cada autossomo.
21
Cromossomos Humanos
São aqueles cujos
conteúdos são diferentes
nos dois sexos.
Em humanos:
XX = mulher
XY = homem
Sexuais
21
Cromossomos Humanos
Cariótipo
Constituição
cromossômica
de uma célula
ou um
indivíduo;
Ordem:
Tamanho;
Posição
Centrômero.
21
Mitose x Meiose
E!
Intérfase
G1
2n = 2
Mitose
Intérfase S, G2,
Prófase ou Prófase I
Metáfase
Anáfase
Telófase:
2 células (2n)
Duplicação
DNA
Meiose
Prófase II
R!
E!
Metáfase II
Anáfase I
Metáfase I
Telófase I:
2 células (n)
Telófase II:
Anáfase II
4 células (n)
Resumindo:
Hereditariedade
Genética + Citologia
Cromatina = Cromossomo
DNA+proteinas
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.