Introdução à Genética
Prof. Thomaz Xavier
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(91) 8016-1445
O que é genética ?
• Ramo da Biologia que estuda as leis da
transmissão dos caracteres hereditários
nos indivíduos, e as propriedades das
partículas que asseguram essa
transmissão (dicionário Aurélio).
Hereditariedade
• O processo da hereditariedade, ao mesmo
tempo em que mantém semelhanças, também
originam mudanças. Indivíduos de uma espécie
são “semelhantes” com “diferenças” entre si
também por causas genéticas
• (olhem para os colegas, são semelhantes, mas
não há ninguém igual).
A diversidade humana
A genética desde sempre
• A espécie humana domestica espécies vegetais
e animais a milhares de anos, através da pura
experimentação e sem entender de fato os
princípios da hereditariedade.
Período Pré-Genética
Domesticação do cavalo na China,
entre 3000 e 2300 AC. Cavalo
puxando carruagem durante a dinastia
Shang (1450 a 1050 AC).
Domesticação do camelo
O cão e as ovelhas estão entre os
primeiros animais domesticados
Período Pré-Genética
Do teosinto ao milho (5000 AC),
América
“El maíz es obra humana. Ha evolucionado
a través de siglos de cruzamiento, de
siembra y resiembra. Durante 1000 años
ha pasado de ser un yuyo infame a ser el
maíz, sin microscopios, ni laboratorios,
ni satélites.”
“Existen aproximadamente 300
variedades de maíz, que han sido
adaptadas a diferentes condiciones
locales. La maleabilidad del maíz es obra
humana.”
Trigo: resultado de
cruzamentos dirigidos
Cultivares antigas domesticadas
A genética desde sempre
• No Mishnah (200 DC) é relatada a decisão do
Patriarca Rabbi-Judah que isenta o terceiro
filho de uma mulher de ser circuncidado,
quando os seus dois primeiros filhos morreram
de hemorragia depois da circuncisão. Os rabinos
constataram que tais hemorragias ocorriam
unicamente em certas famílias.
O ritual da circuncisão
Homem
• Síndromes
• Tabus de incesto
• Casamentos consagüíneos
Antes de 1860
O período que souberam que as “células vinham de
células” e da descoberta do núcleo
• A descoberta da célula (30 x)
1665 – Robert Hook
• A descoberta do microscópio óptico (200 x)
1680 – Anton van Leeuwenhock. Analisando gotas de chuva descobriram
protozoas e bactérias
• A descoberta do núcleo
1833 – Robert Brown
• Descrição da mitose
1835 a 1839 - Hugo von Mohl
• A queda da teoria da “Geração expontânea”
1858 (término da era) Rudolf Wirchow “omnis cellula e cellula” idem
Pasteur
• A publicação do livro “Origem das Espécies”
1859 – Charles Darwin
O primeiro microscópio
Robert Brown observa o núcleo
1860 – 1900
A publicação do trabalho de Mendel à descoberta dos
cromossomos e seu comportamento
• É publicado o trabalho "Experimentos em Hibridação de
Plantas”.
1865 (distribuído em 1866) - Gregor Mendel
• A fusão do esperma e do ovo e a formação do zigoto é descrita
1879 a 1885 - O. Hertwig
• É descrito o corpúsculo cromossomo
(W. Flemming) notados por C. com Nägeli em 1842
• Os corpúsculos (cromossomos) dentro do núcleo eram os
portadores dos fatores hereditários
1883 - Wilhelm Roux
1860 – 1900
(cont.)
• Haviam estruturas individuais (cromossomos) que são passados
de uma geração para outra a despeito do seu "desaparecimento"
entre a divisão celulares
1880s - Theodor Boveri, K. Rabl e E. van Breden
• “A hereditariedade está baseada exclusivamente no núcleo". Em
1887 previu a ocorrência da divisão reducional, hoje chamada
de "meiose“
• 1885 - August Weismann
• Foi usado o termo "cromossomo"
1888 - W. Waldeyer
• Foi descrito o processo de meiose
1890 - O. Hertwig e T. Boveri
1900 – 1944
O florescimento da genética. O desenvolvimento da
teoria cromossômica. Foram cunhadas as bases da
teoria da evolução e da genética molecular
• Redescoberta dos trabalhos de Gregor Mendel
1900 – (publicado em 1866), por Hugo de Vries, Carl Corens e Erich
von Tschermak
• Descrição do comportamento dos cromossomos durante a
meiose
1903 – Walter Sutton justifica as “Leis de Mendel” e daí para a
descoberta de que os genes estão nos cromossomos.
• Cunhada a palavra “genética”
1905 – William Bateson
• A lei de Hardy & Weinberg
1908 - Godfrey Harold Hardy (1877 – 1947) e Wilhelm Weinberg
(1862 – 1937), mas houveram outros
• Criação do primeiro “mapa gênico”
1913 – Alfred Sturtevant estudando drosófilas
1900 – 1944
(cont.)
• Cunhada a palavra “gene”
• W. L. Johansen (1857 – 1927): um elemento físico (partícula), que
determinava o desenvolvimento de uma característica específica,
que os indivíduos possuem aos pares (um herdado do pai e outro da
mãe) e os transmitem aos seus filhos.
• Mutação induzida
• 1927 – L. Stadler e H.J. Müller “Os genes podem ser mutados
artificialmente usando-se raios X”
• Métodos quantitativos aplicados à genética
• 1930 – 1932 R.A. Fisher; S. Wright e J.B.S. Haldane: desenvolveram
as bases algébricas para a nossa compreensão de como ocorre o
processo evolutivo
• Bactérias como objetos de estudo
• 1943 – S. Luria e M. Delbrück demonstraram que bactérias seguem
padrões normais em termos genéticos
1944 – Presente
É a era da “genética molecular”. A demonstração de
que o DNA era o mat. genético, culminando com a
explosão do conhecimento devido a “tecnologia do DNA
recombinante”
• O DNA como material genético
1944 – O. T. Avery, C.M. McLeod e M. McCarty. Demonstraram que
o componente transformante das Bactérias Diplococcus
pneumoniae era o DNA
• Definição da estrutura do DNA
1953 – James Watson e Francis Crick
• Descrição da endonucleases
1968 – 1973 W. Arbert, H. Smith, D. Nathans e colaboradores
descreveram “as enzimas que abriram as portas para a
manipulação do DNA” que levou a tecnologia do DNA
recombinante.
• Formação do primeiro DNA recombinante
1972 – Paul Berg
AS ÁREAS DA GENÉTICA
Clássica
Molecular
Evolutiva
-Os Princípios de
Mendel
-Meiose e Mitose
-Determinação do
Sexo
-Herança Ligada ao
Sexo
-Mapeamento
Cromossômico
-Citogenética
(mudanças
cromossômicas)
-Estrutura do DNA
-Química do DNA
-Transcrição
-Tradução
-Clonagem do DNA
-Controle da Expressão
Gênica
-Mutação do DNA e
Reparo
-Heranças
Extracromossômica
-Genética
Quantitativa
-O equilíbrio de Hardy
& Weinberg
-Pressuposições para
o Equilíbrio de H&W
-Evolução
-Especiação
As áreas de estudo
Hoje em dia, os limites entre estas 3 áreas estão sendo
permeabilizados pelas técnicas de genética molecular
Clássica
Molecular
Evolutiva
Relativa a teoria
cromossômica da
hereditariedade. O
conceito de que
genes estão
alocados em forma
linear nos
cromossomos e que
a sua posição
relativa pode ser
avaliada em função
da sua frequência
nas progênies.
É o estudo do material
genético em si, sua
estrutura, replicação e
expressão.
Também aborda os
estudos emanados da
tecnologia
do
DNA
recombinante
(eng.
Genética).
É
o
estudo
dos
mecanismos
de
evolução.
Os mecanismos das
mudanças
de
frequências
alélicas
nas populações.
Como gerir as novas conquistas da
genética ?
• Bioética: bios (vida) + ethos (relativo à
ética)
• O progresso técnico deve ser controlado
segundo a consciência da humanidade
para que as novas descobertas e suas
aplicações não tenham efeitos
desastrosos no mundo, na sociedade ou
sejam postos a serviço de interesse
escusos.
Organismos modelo usado em
estudos de genética
Mais usados
Arabidopsis thaliana
Drosofila melanogaster
Escherichia coli
Vírus
Retrovírus
Milho
Leveduras
Outros
Porquinhos-da-índia
Gatos
Galinhas
Guppy (Poecilia reticulata)
Peixes elétricos
Ervilhas
Drosofila melanogaster
Escherichia coli
Guppy (Poecilia reticulata)
Arabidopsis thaliana