IDENTIFICAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

Em 1866 Mendel descreveu os genes através dos seus efeitos finais tais como os fenótipos. Pelos experimentos de Mendel, e de outros pesquisadores, ficou definido que os genes levam a informação genética de uma geração para outra e, apesar de não ser visto ou delimitado fisicamente, deveriam apresentar as seguintes propriedades: 

- Replicação: processo que permite ao gene produzir outras unidades iguais a si próprio. 

- Transcrição: Processo pelo qual a informação genética, é transferida para o local apropriado (ribossomo) e é traduzido. 

- Tradução: Processo pelo qual são produzidas as proteínas a partir de uma seqüência de nucleotídeos. 

Após Mendel, os genes foram definidos quimicamente e foram conhecidos pelo que realizam na síntese protéica e não a nível de expressão fenotípica.  

DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS GENÉTICAS : MÉTODOS DE RASTREAMENTO

DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS GENÉTICAS: MÉTODOS DE RASTREAMENTO

Uma ampla variação de técnicas são utilizadas para a identificação de doenças genéticas. Todos os métodos têm vantagens e desvantagens e requerem considerável habilidade e experiência para serem realizados. Não existe uma padronização ou preferência geral por um método, mas os laboratórios devem ser conhecedores das limitações e sensibilidade dos métodos por eles usados.
A apresentação a seguir é uma síntese das diferentes estratégias, baseadas na análise do DNA, utilizadas para o diagnóstico de doenças genéticas.

Doenças Genéticas: Padrões de Herança Simples ou Complexo

• Autossômicas Recessivas - os genes estão presentes nos autossomas e os indivíduos afetados tem duas cópias do gene mutante. Ex: Fibrose Cística.
• Autossômicas Dominantes - os genes também estão nos autossomas, mas basta uma cópia do gene mutante para causar a doença. Ex: Doença de Huntington.
• Ligadas ao Cromossomo X - os genes agem como mutações dominantes no sexo masculino. Ex: Distrofia muscular de Duchenne.
• Poligênicas ou Multifatoriais- resultam de mutações em genes diferentes ou surgem da interação de fatores ambientais com múltiplos genes. Ex: Doenças cardíacas coronárias, câncer e esquizofrenia.

Aconselhamento Genético

O aconselhamento genético é o conjunto de informações dado à família com relação ao risco de recorrência , prognóstico e possíveis tratamentos de uma determinada doença genética.

Testes Genéticos

• Citogenético
• DNA
• Metabólico

DNA E RNA

Constituição química do DNA e RNA 

Quando o ácido nucléico foi separado da proteína muitos pesquisadores, especialmente Levene, mostraram que ele poderia ser quebrado em pequenas partes denominadas de nucleotídeos. Cada nucleotídeo contém:

Caracterização	DNA	RNA
1. Açúcar	Desoxiribose	Ribose
2. Grupo Fosfatro	H3PO4	H3PO4
3.Bases nitrogenadas	Piridiminas: Citosinas e Timinas Purinas Adenina e Guanina	Piridiminas: Citosinas e Uracil Purinas Adenina e Guanina

Chargaff, em seus estudos, apresentou várias informações a respeito da molécula de DNA. Identificou-se que ocorre ligações entre a pirimidina citosina e purina guanina e entre a pirimidina timina e a purina adenina. As ligações envolvem duas pontes ente A e T e três entre G e C. Também constatou a seguinte relação: 

(C+A)/(G+T) =1 

Diferenças entre DNA e RNA 

O DNA se diferencia do RNA nos seguintes aspectos: 

a. O açúcar do DNA é a desoxiribose enquanto que o do RNA é a ribose. 

b. O DNA contém a timina e o RNA a uracil. 

c. O DNA é um filamento duplo e o RNA é um monofilamento. 

d. O DNA apresenta uma molécula longa e o RNA uma molécula curta 

Modelo do DNA segundo Watson e Crick 

Watson e Crick propuseram um modelo de DNA cujos princípios físicos derivaram das figuras de difração de raios X produzidas por Wilkins e Astracan, usando DNA isolado. Os princípios químicos derivaram principalmente dos trabalhos apresentados por Chargaff e seus associados.  

FUNÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

Garrod (1900), médico inglês, deu os primeiros passos para evidenciar a ação dos genes. Este pesquisador estudou a alcaptonúria, uma doença hereditária caracterizada pela coloração escura na urina. Para esta doença foi observado que o escurecimento era conseqüência do acúmulo de ácido homozentízico (alcapton) o qual, nos indivíduos normais, era decomposto através de reações enzimáticas, de tal maneira que havia excreção de ácido acético. Constatou-se ainda que dietas com tirozina e fenilalamina aumentava a manifestação de sintomas. 

Os trabalhos decisivos sobre a função do gene foram apresentados por Beadle e Tatum que propuseram a teoria "um gene - uma enzima". As idéias principais do trabalho realizado por estes autores foram: 

a. Todos os processos bioquímicos dos organismos estão sob controle genético. 

b. Os processos bioquímicos ocorrem numa seqüência de reações individuais. 

c. Cada reação simples é controlada por um gene simples. 

d. Cada gene atua através do controle e produção de uma enzima específica. 

Na atualidade esta teoria apresenta as seguinte falhas: 

a. Um gene pode especificar a síntese de uma cadeia polipeptídica que não apresenta nenhuma função enzimática (Ex.: Hemoglobina). 

b. Uma enzima pode ser constituída por mais de uma cadeia polipeptídica (Ex.: RNA polimerase é constituída por várias cadeias e, consequentemente, esta sob o controle de vários genes. 

c. Um gene pode controlar a atividade de uma enzima especificada por outro gene (Ex.: sítio operadores, repressores, etc.). 

                     Fonte : UFV 

Tradução

A tradução é um processo que ocorre no citoplasma da célula, no qual a mensagem trazida pela fita de mRNA é traduzida em uma seqüência de aminoácidos. 

O processo de tradução envolve as seguintes etapas: 

a. Após a chegada da fita de mRNA no citoplasma, ocorre a complexação das subunidades do ribossomo (nos procariotas o ribossomo é 70 s = 50 s + 30 s, e nos eucariotas é de 80 s = 50 s + 40 s) com esta fita. Polissomos é a denominação que se dá à complexação de vários ribossomos a uma mesma fita de mRNA. No caso da síntese da hemoglobina, os ribossomos reunem-se em 4 ou 5 polissomos. 

TRANSCRIÇÃO

EXPRESSÃO GÊNICA

O fluxo da informação genética é de DNA para RNA, através do processo de transcrição, e de RNA para Proteína, pelo processo de tradução.

Todas as células, desde bactérias até células humanas, expressam sua informação genética desta maneira. Este é um princípio tão fundamental que é denominado Dogma Central da Biologia Molecular.

TRANSCRIÇÃO

Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida a partir do DNA de um gene.

Os tipos de RNA são transcritos a partir de trechos específicos da molécula do DNA ®  GENE.

GENÉTICA MOLECULAR

Tópicos

          Identificação do material genético

DNA e RNA
Função do material genético
Bases fisiológicas da dominância e recessividade
Código genético
Síntese de cadeia polipeptídica

IDENTIFICAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

Em 1866 Mendel descreveu os genes através dos seus efeitos finais tais como os fenótipos. Pelos experimentos de Mendel, e de outros pesquisadores, ficou definido que os genes levam a informação genética de uma geração para outra e, apesar de não ser visto ou delimitado fisicamente, deveriam apresentar as seguintes propriedades: 

- Replicação: processo que permite ao gene produzir outras unidades iguais a si próprio. 

- Transcrição: Processo pelo qual a informação genética, é transferida para o local apropriado (ribossomo) e é traduzido. 

- Tradução: Processo pelo qual são produzidas as proteínas a partir de uma seqüência de nucleotídeos. 

Após Mendel, os genes foram definidos quimicamente e foram conhecidos pelo que realizam na síntese protéica e não a nível de expressão fenotípica. 

Manipulação Genética

  Em que consiste a Manipulação genética ? 

Como sabemos qualquer organismo animal ou vegetal é constituído por células, e dentro de cada uma existe existe um núcleo, com um conjunto de cromossomas. Os cromossomas são estruturas de ADN (ácido desoxirribonucleico) que contêm toda a informação sobre o organismo a que pertencem. Os genes, constituintes do ADN, representam cada um uma propriedade específica.

A manipulação consiste em retirar os genes de uma cadeia de ADN, introduzindo no seu lugar novos genes. Uma pequena percentagem introduz-se no ADN. A partir daqui temos uma novo organismo geneticamente modificado, que se irá reproduzir as características adquiridas.

No estágio actual da engenharia genética é possível modificar geneticamente plantas e animais, assim como produzir microorganismos em ambientes controlados (laboratórios ou instalações industriais). Estas actividades, em grande expansão, deram origem a importantes ramos de investigação industrial como a engenharia genética.  

1. Manipulação de Células de Plantas. Há muito que se produz e se consome alimentos geneticamente modificados, os transgénicos (milho, arroz, soja, morangos, etc). um dos exemplos mais antigos desta manipulação é o Tricale, um cereal que foi criado pelo homem através do cruzamento do trigo e do centeio.

A manipulação tem em vista frequentemente corrigir os organismos de forma a torná-los resistentes a certas pragas, aumentar a sua produção, etc.  

Genética Cronologia

1856	O monge austriaco Gregor Mendel descreve as leis básicas da hereditariedade a partir de um estudo sobre sucessivas gerações de ervilhas verdes e amarelas. Concluiu que existiam elementos autónomos que controlavam as características hereditárias. A sua obra não será levada em conta até princípios do século XX.
1869	Johann Miescher analisa o ADN a partir de pus humano
1881	Edwar Zacharias prova que os cromossomas contém o ADN descoberto por Miescher
1889	Richard Altmann baptiza a nucleína com o nome de ácido nucleico
1900	Redescobertos os princípios da hereditaridade
1902	Descoberta a conexão entre cromossomas e hereditariedade
1909	As unidades fundamentais da herança biológica recebem o nome de genes.
1910	Thomas Morgan descobre que os genes estão localizados nos cromossomas
1914-196	Experiências com moscas do vinagre demonstraram que os genes se encontravam nos cromossomas.
1927	Herman J. Muller comprovou que os raios X podiam causar mutações e  modificar o ADN,
1929	Griffinth faz a 1ª. experiência de transferência genética passando ácido nucleico de uma bactéria para outra, transmitindo-lhe assim as suas características.
1942	O estudo de bactérias revelou que os genes estão formados por ADN, e que se encontram no núcleo das células.
1944	Ostwald Avery descobre que o material genético de uma bactéria podia alterar a descendência de outra.
1952	King e Briggs criaram pela primeira vez seres clónicos.
1953	James Watson e Francis Crick descobrem como é feita a molécula de ADN. Possui a forma de uma dupla hélice em espiral, com apenas quatro peças, revelando uma simplicidade surpreendente.  O ADN ocupava o lugar dos genes, um  termo que havido sido proposto em 1909 por W. L. Johannsen, para substituir o pangene que Hugo de Vries inventara para designar os factores hereditários. Só um ano mais tarde, em 1910, Thomas H. Morgan começou a estabelecer a relação entre genes e cromossomas.

Replicação do DNA

A replicação do DNA é semi-conservativa, cada uma das fitas serve como molde para a construção de uma nova molécula. Esse processo permite que a informação genética (seqüência de nucleotídeos) seja copiada de modo extremamente simples e eficiente.

            Em condições normais a dupla hélice de DNA é muito estável, por exemplo, apenas em temperaturas muito altas (próximas a 100⁰ C) as pontes de hidrogênio são desfeitas e as fitas complementares se separam. Porém, a transferência de informação genética, seja através de replicação (transferência de informação de uma molécula de DNA para outra) ou de transcrição (transferência de informação de uma molécula de DNA para uma molécula de RNA) depende da separação das fitas complementares. É necessário que a dupla hélice seja desfeita, que as bases sejam expostas para formação da nova fita complementar. As cadeias de DNA separadas (em fita simples) constituem as fitas moldes para o processo de replicação.