Genetica e biologia molecular
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1. O documento descreve a história da descoberta do DNA e do RNA, incluindo os experimentos iniciais de Mendel com ervilhas até a compreensão da estrutura de dupla hélice do DNA e da transcrição e tradução da informação genética. 2. Também resume as características do genoma bacteriano de Escherichia coli, incluindo seu cromossomo circular haploide e a alta proporção de sequências codificantes. 3. Por fim, aborda os diferentes mecanismos de transferência genética entre bact
Genetica e biologia molecular
- 1. 1 A descoberta do material genético 1865 – Mendel apresenta os resultados de seus experimentos de cruzamento com ervilhas. 1900 – O trabalho de Mendel é redescoberto por De Vries, Correns e Tschermak. 1903 – Sutton propõe que os genes residem em cromossomos. 1905 – Bateson introduz o termo genética para descrever o estudo da hereditariedade. 1909 – Johannsen propõe que os fatores de Mendel fossem chamados de genes. 1910 – Morgan começa seus experimentos de cruzamento de moscas de frutas. 1911 – Cinco genes de um cromosso de Drosophila mapeados. 1915 – 85 genes de Drosophila mapeados em quatro cromossomos. 1935 – Delbruck, Timofeyev-Ressovsky e Zimmer propõem que o gene é uma unidade física. 1941 – Beadle e Tatum propõem que cada gene controla a atividade de uma única enzima. Como é o DNA
- 2. 2 A dupla hélice possui uma largura constante pois as bases sempre se complementam T-A C-G
- 3. 3 Expressão da informação biológica. Síntese de RNA e Proteínas ••TranscriçãoTranscrição -- a informaçãoa informação genética do DNA égenética do DNA é transcrita numa seqüênciatranscrita numa seqüência de bases no RNAde bases no RNA ••TraduçãoTradução -- a informaçãoa informação contida no RNA é traduzidacontida no RNA é traduzida na forma de proteínasna forma de proteínas específicasespecíficas Escherichia coliEscherichia coli •• Um cromossomo circularUm cromossomo circular ••PlasmídeosPlasmídeos •• HaplóideHaplóide •• Codificação (88 %)Codificação (88 %) Regulação (10 %)Regulação (10 %) Características do Genoma bacterianoCaracterísticas do Genoma bacteriano Comparação do tamanho de genomas
- 4. 4 Modelo da replicação emModelo da replicação em E.E. colicoli •• DnaADnaA reconhece a origemreconhece a origem •• AA helicasehelicase abre a dupla fitaabre a dupla fita •• AsAs topoisomerasestopoisomerases (DNA(DNA girasegirase)) reduzem a tensão doreduzem a tensão do desenrolamentodesenrolamento •• Proteínas de união ao DNA (SSB),Proteínas de união ao DNA (SSB), mantêm a estabilidade das fitasmantêm a estabilidade das fitas simples .simples . •• PrimasePrimase ((DnaGDnaG): Iniciadores): Iniciadores •• Holoenzima: DNA Pol IIIHoloenzima: DNA Pol III •• A fita líder é sintetizada continuaA fita líder é sintetizada continua •• A fita retardada é sintetizadaA fita retardada é sintetizada através dos fragmentos deatravés dos fragmentos de OkazakiOkazaki •• DNADNA LigaseLigase A replicação do cromossomo circular •• origem de replicaçãoorigem de replicação bidirecionalbidirecional ••Uma única origem deUma única origem de replicação em E.replicação em E.colicoli ((OriCOriC, 245, 245 pb)pb) •• semiconservativa direção 5’semiconservativa direção 5’ 33’’ ••Processo de cópia de uma molécula de DNA parental paraProcesso de cópia de uma molécula de DNA parental para formar 2 moléculas de DNA filhasformar 2 moléculas de DNA filhas
- 6. 6 Formas de fluxo da informação genética ProcarióticoProcariótico EucarióticoEucariótico •• 101055 -- 101066 pbpb •• HaplóideHaplóide •• 1 cromossomo circular1 cromossomo circular BorreliaBorrelia burgdorferiburgdorferi : 1 linear,: 1 linear, RhodobacterRhodobacter sphaeroidessphaeroides:: 2 circulares2 circulares •• 101077 –– 101099 pbpb •• HaplóideHaplóide -- diplóidediplóide •• PolicistrônicoPolicistrônico •• vários cromossomos linearesvários cromossomos lineares SaccharomycesSaccharomyces cerevisiaecerevisiae 16,16, GiardiaGiardia lamblialamblia 44 •• Ausência deAusência de intronsintrons •• Presença dePresença de intronsintrons •• MonocistrônicoMonocistrônico REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA
- 7. 7 Mutações Genótipo e FenótipoGenótipo e Fenótipo • Genótipo - Composição genética do organismo • Fenótipo - Manifestação do genótipo • Mutações: espontâneas ou induzidas • Tipos – Substituição de bases: missense nonsense – Deslocamento do quadro de leitura por deleção ou por inserção de uma ou mais bases. Alteração do material genético
- 8. 8 Alteração do material genético Alteração do material genético Alteração do material genético Alteração do material genético
- 9. 9 Mutações do ponto de vista fenotípico. Mutantes auxotróficos – afetados na biossíntese de metabólito essencial. Dependem que seja fornecido no meio de cultura (Ex. aminoácidos, nucleotídeos, etc). Mutantes condicionais letais – A proteína sintetizada é apenas funcional em determinada condição (temperatura por exemplo). Permitem estudar genes essenciais. Mutantes resistentes – A proteína afetada pelo agente antimicrobiano se torna insensível. Mutantes regulatórios – Passam a expressar constitutivamente o gene (Ex. mutantes no gene lacI). Alteração do material genético Teste de Ames TRANSFERÊNCIA GENÉTICA Transformação
- 10. 10 Conjugação Conjugação Um vírus serve de transmissor do material genético de um organismo para outro. Neste exemplo, o organismo e uma bactéria (o vírus é chamado de bacteriófago). Transdução. Transdução - Generalizada Transdução – Especializada. RECOMBINAÇÃO
- 11. 11 a) Transformação b) Conjugação, transferência de DNA plasmidial c) Conjugação - transferência de DNA cromossômico (mobilização) d) Transdução Adaptado de Furlaneto, 1998 a. Inserção do plasmídio por recombinação entre IS. b. Movimento de elemento de transposição do cromossomo para plasmídio. c. Transferência plasmídio por círculos rolantes. d. Recircularização. e. Ataque por endonucleases f. Replicação. g. Integração no cromossomo. h. Recombinação entre o DNA cromossomal transferido e o cromossomo residente.
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- 14. 14 PCR
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