1 Disciplina: Genética Humana Yanna C.F. Teles Mestre em Farmacologia de Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos [email protected] 2 Noções Básicas em Genética Conceito “A genética é o campo da biologia que estuda a natureza química do material hereditário, isto é, o mecanismo de transferência das informações contidas nos genes, compartilhados de geração em geração.” 3 Noções Básicas em Genética A genética é uma tema diverso e aborda a variação e hereditariedade entre organismos vivos Genética Humana: variação e hereditariedade entre seres humanos Genética Médica: Variação genética que tem significado na prática clínica Fenilcetonúria, diabetes, câncer, Síndrome de Down, Síndrome de Turner, fibrose cística... 4 Noções Básicas em Genética Fatos genéticos curiosos Depressão Mal de Alzheimer Obesidade Resistência ao frio 5 Noções Básicas em Genética Fatos genéticos curiosos Transtorno de Déficit de Psicopatia atenção e hiperatividade 6 Noções Básicas em Genética Fatos genéticos curiosos (Controversos) Tendência ao suicídio Inteligência 7 Noções Básicas em Genética Fatos genéticos curiosos (Controversos) Homossexualidade Preguiça 8 Noções Básicas em Genética Áreas da Genética Genética Clássica - Utiliza procedimentos e técnicas da Genética antes da chegada da Biologia Molecular. Genética Molecular - Enfatiza o estudo das estruturas e funções dos genes em nível molecular. Genética de Populações - Estuda as mudanças que ocorrem nos alelos com as influências das forças evolutivas. 9 Noções Básicas em Genética Áreas da Genética Genética Ecológica - Analisa e estuda a Genética levando em conta as interações dos organismos e destes com o meio ambiente. Genômica - estuda os padrões genéticos de determinadas espécies. 10 Noções Básicas em Genética História Monge Agostiniano, botânico e meteorologista; Trabalho: “Ensaio sobre Hibridização das plantas” Pai da Genética – Mecanismos Básicos da Hereditariedade; Johann Gregor Mendel 1822 -1884 11 Noções Básicas em Genética O trabalho de Mendel Trabalho com ervilhas “Psim sativum” Utilizou linhagens puras e conseguiu observar 7 traços distintos; Seu objetivo era observar esses “Verhandlungen des Naturforschenden Vereins Brünn 4, 3-47 (1866)”. caracteres (traços) e verificar de que forma eram transmitidos aos descendentes nas sucessivas gerações. 12 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Caráter - Um certo aspecto do ser vivo (FENÓTIPO), geralmente determinado por um ou mais genes. 13 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos 14 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos DNA – (Ácido desoxirribonucléico) é um composto orgânico cujas moléculas contêm as instruções genéticas que coordenam o desenvolvimento e funcionamento de todos os seres vivos A molécula de DNA é formada por uma sequencia de nucleotídeos Estrutura do DNA: dupla fita de nucleotídeos 15 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Nucleotídeos são partes formadoras dos ácidos nucleicos: o DNA e o RNA. um nucleotídeo de DNA é constituído por três partes: o ácido fosfórico, um açúcar (desoxirribose) e uma base nitrogenada – 16 Noções Básicas em Genética DNA: Nucleotídeos um nucleotídeo é constituido por três partes: • o ácido fosfórico: • açúcar (desoxirribose): • base nitrogenada variável, 4 tipos: 17 Noções Básicas em Genética Nucleotídeo Base Nitrogenada Grupo Fosfato NH2 N O O P O O CH2 N O H O H HO OH Açúcar • Base nitrogenada é a parte variável 18 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Bases Nitrogenadas 19 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Bases Nitrogenadas 20 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos DNA: estrutura em dupla hélice mantida por pontes de Hidrogênio 21 Noções Básicas em Genética DNA: dupla hélice mantida por pontes de Hidrogênio As pontes são formadas entre: Adenina e Timina (A-T) Citosina e Guanina (C-G) 22 Noções Básicas em Genética Exercício: A molécula de DNA é formada por nucleotídeos. Quais são as 3 partes que compõem o nucleotídeo? O que mantém a estrutura do DNA em dupla fita? Qual é o açúcar presente o DNA ? Quais as bases nitrogenadas que podem ser encontradas em uma molécula de DNA ? 23 Noções Básicas em Genética SÍNDROME DE EDWARDS: 24 Noções Básicas em Genética SÍNDROME DE EDWARDS: • atraso mental e de crescimento • malformação grave do coração • Comum: Palato fendido e Lábio leporino; • O dedo indicador é maior que os outros e flexionado sobre o • • • • • dedo médio Hidrocefalia e atrofia cerebral Os pés têm as plantas arqueadas e as unhas costumam ser hipoplásticas Ocorrência: 1/8000 recém-nascidos 90 a 95% levam a aborto espontâneo Alto índice de mortalidade, poucos chegam a adolescência 25 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos RNA: cadeia de nucleotideos, simples, e mais curtas que o DNA um nucleotídeo de RNA constituido por três partes: • o ácido fosfórico: • açúcar: ribose geralmente é • nitrogenada, que podem ser 4 tipos: Adenina, Guanina, Citosina e Uracila (não possui Timina) 26 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos RNA: ácido ribonucleico Responsável pela síntese de proteínas da célula; Polímero de nucleotídeos que pode, por vezes, ser dobrado; Dimensões bem inferiores, quando comparadas com o DNA URACILA no lugar de TIMINA 27 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos RNA: cadeia de nucleotideos, simples, e mais curtas que o DNA RNA MENSAGEIRO geralmente RNA TRANSPORTADOR 28 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA A) RNA Heterogêneo Nuclear (RNAhn), Pré RNA mensageiro (Pré-RNAm), RNA primário ou transcrito primário B) RNA Mensageiro C) RNA Transportador ou RNA de transferência (RNAt) D) RNA Ribossômico (RNAr) 29 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA A) RNA Heterogêneo Nuclear (RNAhn), Pré RNA mensageiro (Pré-RNAm), RNA primário ou transcrito primário Encontrado apenas em eucariotos; Tamanho varia entre 5.000 a 50.000 nucleotídeos; É o 1º passo da transcrição; Forma-se a partir do DNA e posteriormente sai do núcleo 30 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA A) RNA Heterogêneo Nuclear (RNAhn) ou Pré RNA mensageiro (Pré-RNAm) Cerca de 90 % do RNAhn é transformado em RNAm Sai do Núcleo. 31 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA B) RNA Mensageiro (RNAm) Similar ao DNA; É processado a partir do RNAhn; Possui 350 a 5.000 nucleotídeos; Transfere a informação contida nos genes estruturais para a sequência de A.A. que formam os peptídeos 32 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA C) RNA Transportador (RNAt) É transcrito a partir do DNA; Relativamente pequeno (~ 70 a 90 nucleotídeos); Altamente estável e especializado Reconhece e liga-se a aminoácidos; 33 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA D) RNA Ribossômico São os principais componentes dos Ribossomos; Estruturas macromoleculares que guiam a montagem da cadeia de A.A. pelo RNAm e RNAt. 34 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA D) RNA Ribossômico 35 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Tipos de RNA 36 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Gene - É a unidade de transmissão hereditária formada por um fragmento de DNA de um cromossomo e responsável pela codificação de uma certa proteína. Essa proteína condiciona o caráter. 37 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos - é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e outras sequências de nucleotídeos com funções específicas nas células dos seres vivos. 38 Conceitos Básicos Cromossomos – São formados apenas quando há um sinal para iniciar um ciclo de divisão celular. No núcleo de uma célula que não se encontra em processo de divisão celular o DNA encontra-se na forma de Cromatina: longos e finos filamentos de DNA, e não na forma de cromossomos. 39 Noções Básicas em Genética 40 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos A) Propriedade dos Cromossomos Se auto reproduzem durante as divisões nucleares conservando suas propriedades morfológicas e fisiológicas; São entidades permanentes do núcleo. Células em condições de inanição apresentam numero de cromossomos constante; Nos indivíduos diplóides, cada cromossomo tem seu homólogo. 41 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos B) Estrutura dos Cromossomos O cromossomo é formado pela unidade estrutural filamentosa de DNA que se apresenta em forma de espiral, sendo envolvido por uma substância protéica denominada matriz. Destacam-se as seguintes partes: 42 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos B) Estrutura dos Cromossomos Cromatídeos ou cromátides - É o resultado da divisão longitudinal do cromossomo durante a divisão celular. 43 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos B) Estrutura dos Cromossomos Centrômero - Constrição primária que divide o cromossomo em dois braços e influi no movimento durante a divisão celular. Comumente há um centrômero por cromossomo mas existem organismos dicêntricos ou policêntricos. 44 Noções Básicas em Genética 45 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos C) Visualização dos Cromossomos 46 Noções Básicas em Genética Tipos de cromossomos metacêntrico submetacêntrico acrocêntrico telocêntrico (não há em seres humanos) 47 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos D) Classificação dos Cromossomos pelo tamanho e posição do centrômero Metacêntrico – Centrômero mediano, sendo os braços APROXIMADAMENTE do mesmo tamanho. 48 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos D) Classificação dos Cromossomos pelo tamanho e posição do centrômero Sub-Metacêntrico – O Centrômero está um pouco afastado da porção central 49 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos D) Classificação dos Cromossomos pelo tamanho e posição do centrômero Acrocêntrico – O centrômero está bem afastado do centro do cromossomo, próximo a uma das extremidades, resultando em um braço bem maior que o outro. 50 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos D) Classificação dos Cromossomos pelo tamanho e posição do centrômero Telocêntrico – Centrômero estritamente terminal. O cromossomo tem um único braço. 51 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos E) Classificação dos Cromossomos Cromossomos Homólogos Cromossomos Heterólogos 52 Noções Básicas em Genética 53 Noções Básicas em Genética 54 Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos E) Classificação dos Cromossomos Cromossomos Homólogos – São cromossomos que apresentam genes para as mesmas características para as mesmas posições. “Um homólogo veio da mãe e outro do pai” 55 Espermatozóide n gameta Óvulo n gameta Zigoto 2n Noções Básicas em Genética Conceitos Básicos Cromossomos E) Classificação dos Cromossomos Cromossomos Heterólogos – São cromossomos que NÃO apresentam genes para as mesmas características e para as mesmas posições. 58 Noções Básicas em Genética Onde está o par de cromossomos heterólogos? 59 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Down 60 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Down - Trissomia do cromossomo 21 Cognição abaixo da média Pescoço largo e curto Membros pequenos, tonus muscular pobre, língua protrusa Defeitos cardíacos congênitos, refluxo gastroesofágico, Otites recorrentes, infertilidade (30 a 50% dos casos) Tendência à obesidade Apneia do sono obstrutiva Disfunções da glândula tireóide 61 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Down Exame diagnóstico precoce • TRANSLUCÊNCIA NUCAL : medição da prega nucal do bebê • Realizada entre a 12ª e a 13ª semana de gestação, também é possível diagnosticar a Síndrome de Down •Normal: de 2,3 a 2,6 milímetros 62 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Klinefelter 63 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Klinefelter •estatura elevada •algum desenvolvimento do tecido mamário •testículos pequenos •deficiência auditiva •atraso da linguagem (51%), o •atraso motor (27%) e •problemas escolares (50%) •comportamentos anti-sociais e psiquiátricos 64 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Klinefelter •Apesar da presença de testículos pequenos , apenas um quarto dos homens afetados são reconhecidos como tendo a síndrome de Klinefelter na puberdade e 25 % receberam o diagnóstico em idade adulta tardia •Estima-se que 60% dos homens acometidos não são diagnosticados •Tratamento com testoterona 65 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Turner 66 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Turner Bebês: Mãos e pés inchados; Pescoço alado e largo Adultos: Incompleto desenvolvimento na puberdade Pêlos pubianos escassos e pequenas mamas Peito liso e largo (escudo) Pálpebras caídas Olhos ressecados Infertilidade Falta de menstruação Pouca altura Ressecamento vaginal 67 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos Síndrome de Turner Artrite Catarata Diabetes Problemas cardíacos Pressão alta Problemas nos rins Otite Média Obesidade Escoliose (em adolescentes) 68 Noções Básicas em Genética Cariótipos Humanos defeituosos 69