ATENÇÃO TODOS - RIO +20

Por determinação da direção superior da Universidade Veiga de Almeida nos dias 20, 21 e 22 de junho do corrente ano não haverá aula. A seguir seguem as orientações para a finalização do semestre.

- Na semana de 11/06 a 15/06 haverá aula normalmente e aplicação das provas P2 (Não houve alteração);

- Nos dias 18/06 e 19/06 haverá aula normalmente e aplicação das provas de Segunda Chamada (SC) (Não houve alteração);

- Nos dias 20/06, 21/06 e 22/06 não haverá aula;

- Nos dias 25/06, 26/06 haverá aula normalmente e aplicação das provas P6 das disciplinas que fizeram Segunda Chamada nos dias 18 e 19/06 (Não houve alteração);

- Nos dias 27/06, 28/06 e 29/06 haverá aula normalmente e aplicação das provas de Segunda Chamada (SC) para os alunos que necessitam de SC e P6 para os alunos que não faltaram a nenhuma avaliação;

- Nos dias 4/7, 5/7 e 6/7 haverá aplicação da prova P6 somente aqueles alunos que realizaram Segunda Chamada e que foram para P6.

ATENÇÃO - GENÉTICA MOLECULAR - BIOLOGIA

Prezados alunos,

Apesar dos apelos, já estou (isso mesmo, menos de 1h após acabar a atividade) recebendo sequências com formatação errada.

NÃO ADIANTA MANDAR SEQUÊNCIAS COM ESPAÇAMENTO ENTRE AS LETRAS E SEM NOME.

o padrão ÙNICO aceito é:

sequencia - sem espaços em nenhum local

exemplo:

UGGCUACGAUGGCAGAGCA.......

GENÉTICA ODONTOLOGIA

Prezados alunos,
segue o estudo orientado, que deverá ser entregue no dia 15 de junho de 2012.

Um abraço e bom domingo

1) Como podemos diferenciar os principais mecanismos de herança?
2) Como está organizado estruturalmente o genoma das células eucariontes?
3) Como é a estrutura de um nucleotídeo?
4) Como são classificadas as bases nitrogenadas?
5) Como ocorre a replicação do DNA?
6) O que diferencia a DNA polimerase da RNA polimerase?
7) Represente esquematicamente a transcrição de um segmento de DNA.
8) Como é feita a decodificação da informação genética?
9) Quais são os principais tipos de RNA? Quais as suas funções?
10) Quais são as características do código genético?
11) O que são mutações?
12) Quais são os principais tipos de mutação?
13) Porque as radiaoes ionizantes são importantes mutágenos?
14) O que são polimorfismos genéticos?
15) Como um polimorfismo genético pode aumentar o risco de uma característica?

GENÉTICA MOLECULAR - BIOLOGIA - REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA

As propriedades biológicas e funcionais de uma célula são determinadas pelo conjunto de proteínas expresso em um momento fisiológico qualquer. O genoma é o conjunto informacional contido no DNA. O transcriptoma é o conjunto de RNAs presentes, ao passo que o proteoma representa o conjunto de proteínas responsáveis pela execução das atividades biológicas. As reações que estão ocorrendo e os produtos e intermediários metabólicos que estão sendo produzidos constituem o metaboloma.

 

Para que os eventos necessários ao funcionamento do organismo possam ocorrer de forma adequada e correta, diversos mecanismos de regulação necessitam estar ativos, permitindo que os produtos gênicos sejam gerados pelas células certas, nos momentos certos e nas quantidades adequadas. Desta forma, o conceito de regulação da expressão das informações invariavelmente tem características espaciais (local no qual ocorrerá a expressão), temporais (momento em que ocorrerá a expressão) e quantitativas (em que quantidades o produto deverá ser expresso).

Neste aspecto, a regulação da expressão gênica nos eucariotos é bem mais complexa que em procariontes, contando com os mais diversos mecanismos para assegurar a precisão do processo de modulação. As diferenças básicas entre os sistemas de regulação procarionte e eucarionte são:

- as bactérias possuem apenas um tipo de RNA polimerase, ao passo que as células eucariontes possuem 3 tipos (RNApol I, RNApol II e RNApol III);

- os RNA mensageiros são processados nas células eucariontes, sofrendo modificações em suas extremidades;

- a RNApol II, responsável pela síntese do mRNA, tem um grau de complexidade funcional muito maior em eucariontes que em procariontes, como ilustrado na figura abaixo.

 

Algumas proteínas especiais são necessárias para a transcrição em eucariotos, sendo os principais elementos associados ao processo de regulação da transcrição. Estas proteínas são os fatores transcricionais. Os fatores trasncricionais são capazes de modular o funcioonamento genético por apresentarem uma das seguintes capacidades:

- presença de domínios de ligação ao DNA (como dedo de zinco ou zíper de leucina);

- presença de dominios de interação a proteínas que se ligam ao DNA;

- presença de domínios funcionais associados à condensação do DNA.

Regulação da expressão gênica em procariontes

 

O modelo de organização gênica de procariontes é um arranjo no qual diversas sequências codificadoras estão sob controle de um único promotor, gerando um mRNA que contém várias informações. O sistema é denominado OPERON e o mRNA formado é dito policistrônico. Em um operon identificamos basicamente 3 elementos: o promotor, que é a sequência reconhecida pela RNA polimerase como delimitador do início da informação à ser transcrita; o operador, uma sequência adjacente ao promotor e que tem um papel na determinação da acessibilidade ao promotor; e os genes estruturais, que são as sequências codificadoras e podem variar em número de 2 a 20.

 

A funcionalidade do operon é determinada por uma proteína reguladora (também chamada proteína regulatória ou repressora), codificada em um outro locus e que possui capacidade de se ligar à sequência operadora. Havendo ligação da proteína reguladora ao operador, o RNA polimerase fica incapacitada de reconhecer a sequência do promotor, e, desta forma, não consegue realizar a transcrição. A proteína reguladora pode ser sintetizada em duas formas: ativa ou inativa. Dependendo do estado no qual ela é sintetizada teremos os dois tipos básicos de funcionamento do operon: os operons de indução e os operons de repressão.

Em um operon de indução, a proteína reguladora é produzida na forma ativo, ou seja, capaz de reconhecer e se ligar ao operador. Neste caso, a proteína reguladora somente perde a capacidade de se ligar ao operador em presença de uma molécula coadjuvante, denominada indutor. Desta forma temos duas situações: i) sem a presença do indutor, a proteína reguladora se liga ao operador e impede a transcrição ou ii) em presença do indutor, a proteína reguladora perde sua afinidade pelo operador, que permanece livre e permite que a RNA polimerase realize a transcrição.

 

Já nos operons de repressão, a proteína reguladora é produzida na forma inativa, ou seja, incapaz de reconhecer e se ligar ao operador. Neste caso, a proteína reguladora somente ganha a capacidade de se ligar ao operador em presença de uma molécula coadjuvante, denominada co-repressor. Desta forma temos duas situações: i) sem a presença do co-repressor, a proteína reguladora não se liga ao operador e a RNA polimerase realiza a transcrição ou ii) em presença do co-repressor, a proteína reguladora ganha afinidade pelo operador, impedindo que a RNA polimerase realize a transcrição.

Exemplo de operon: OPERON LAC

O operon lac possui os genes relacionados ao metabolismo da lactose. São três genes sob controle de um mesmo promotor: o gene da beta galactosidase, da transacetilase e da permease. Seu funcionamento é modulado por dois eventos: a indução realizada pela lactose e a repressão realizada pela glicose. Para o funcionamento (transcrição) do operon lac, é necessário que a lactose esteja presente no meio, de forma a inibir a atividade da proteína reguladora ao se ligar a ela. Entretanto, caso a glicose esteja presente, temos uma situação particular. A glicose é o açúcar preferencial do metabolismo das células, que expressam os genes responsáveis pela via glicolítica de forma constitutiva. Sendo assim, sempre que houver glicose, ela será utilizada primeiro para a célula obter energia. Para realizar o controle da expressão dos genes relacionados ao catabolismo de outros açúcares, a glicose age sobre uma enzima denominada adenilato ciclase. A adenilato ciclase é responsável pela formação de AMP cíclico (AMPc), um importante mensageiro metabólico intracelular. O AMPc é responsável, dentre outras coisas, por ativar uma importante proteína relacionada à transcrição de genes relacionados ao catabolismo celualar, a PAC (ou CAP - catabolic activator protein - proteína ativadora do catabolismo). Em presença de glicose o AMPc não é formado e, como consequência, a PAC não é ativada. Assim, a RNA polimerase não é capaz de transcrever eficientemente os genes relacionados ao catabolismo. Isto interfere no operon lac, que está relacionado à degradação da lactose.

Assim, em presença de glicose e ausência de lactose, o operon lac está inativo devido a 2 motivos: a proteína repressora está funcionando e a proteína PAC não.

Em presença de lactose e ausência de glicose, o operon lac está ativo, pois a proteína repressora está inibida e a proteína PAC ativa.

Caso nenhum destes dois açúcares esteja presente, o operon lac está inativo, pois a proteína repressora encontra-se ligada ao operador e, mesmo com a proteína PAC ativa, não há possibilidade da RNA polimerase se ligar ao promotor.

Por final, em presença de ambos os açúcares, a transcrição será baixa, pois, apesar da proteína PAC estar inativa, a proteína repressora encontra-se inibida, liberando o promotor para eventuais ligações da RNA polimerase.

Regulação da expressão gênica em eucariontes

 

O processo de regulação da expressão dos genes em células eucarióticas é muito mais complexo, podendo ocorrer em diversos níveis (estrutural, transcricional, pós-transcricional, traducional, pós-traducional). Para simplificar, abordaremos o modelo transcricional, que possui duas principais estratégias: a regulação permanente e a regulação transitória.

A regulação permanente ocorre quando há uma modificação no DNA que altera de forma definitiva suas propriedades de expressão. Dois exemplos são comumente citados: a recombinação somática, na qual os segmentos gênicos que irão estruturar os genes relacionados à síntese de importantes proteínas do sistema imune, as imunoglobulinas e os receptores de célula T.

O outro exemplo é a inativação do cromossomo X nas fêmeas. O processo, que ocorre a partir do centro de inativação do cromossomo X, é bastante precoce no desenvolvimento, ocorrendo por volta da segunda semana da embriogênese. Neste momento, um dos cromossomos X é inativado, em um processo de compensação de dose dos produtos gênicos codificados pelos mais de 1000 genes localizados no cromossomo X. Após ser metilado, o cromossomo inativo permanece condensado, podendo ser observado sob microscopia óptica na forma do corpúsculo de Barr ou cromatina sexual.

A regulação transitória pode ocorrer de forma direta, quando a molécula sinalizadora tem propriedades hidrofóbicas e consegue atravessar diretamente a membrana, levando sua mensagem ao interior da célula, ou de forma indireta, quando a molécula sinalizadora possui características hidrofílicas e necessita de um receptor transmembrana para conduzir sua mensagem ao interior da célula. A percepção do sinal pelo receptor desencadeia uma série de reações no interior da célula, culminando com a atividade genética modulada.

GENÉTICA ODONTOLOGIA - ESTRUTURA DE ÁCIDOS NUCLEICOS

A molécula de DNA é responsável por duas funções principais. A função genótipo, que corresponde à capacidade de replicação e a função fenótipo, que corresponde à capacidade de expressar as informações. Além disso, o DNA também possui uma importante função na evolução, através da ocorrência de alterações cumulativas (mutações) ao longo do tempo.
 

O DNA é um ácido nucleico, e esta família de macromoléculas caracteristicamente é composta por unidades básicas denominadas nucleotídeos. O nucleotídeo possui duas porções, uma constante e uma variável. A porção constante contém um açúcar de cinco carbonos (pentose) e um grupamento fosfato (ácido fosfórico). A porção variável é representada pela base nitrogenada.
 

São dois os tipos de ácido nucleico. O DNA - ácido desoxiribonucleico e o RNA - ácido ribonucleico. Três diferenças são básicas entre estas moléculas:
- o DNA é bifilamentar e o RNA é unifilamentar;
- as bases nitrogenadas presentes no DNA são adenina, citosina, guanina e timina, ao passo que no RNA estão presentes adenina, citosina, guanina e uracila;
- a pentose presente nos nucleotídeos que compõe o DNA é a 2-desoxiribose e no RNA é a ribose.
 

Para que cumpra sua função biológica, o DNA deve participar de de processos importantes para a célula. Na replicação o DNA tem seus dois filamentos separados, para que sirvam individualmente de molde para a síntese de um novo filamento. Como o pareamento entre as bases nitrogenadas presentes nos nucleotídeos é específico, a partir do molde unifilamentar uma molécula bifilamentar é formada. As bases nitrogenadas fazem pareamento por  pontes de hidrogênio e, devido à estrutura química, adenina SEMPRE pareia com timina, ao passo que citosina SEMPRE pareia com guanina. Estes pares serão observados ao longo de toda a molécula de DNA. Além disso, o DNA deve ser transcrito para que os produtos gênicos sejam formados, culminando com a produção de proteínas para a célula.

Em função de sua estutura química, a base nitrogenada é classificada em dois grupos: as purinas são as bases que possuem um anel duplo - ADENINA E GUANINA, enquanto que as pirimidinas são as bases que possuem anel simples - CITOSINA, TIMINA E URACILA. O pareamento entre as bases obedece a uma regra: sempre uma purina pareia com uma pirimidina. Assim são estabelecidos os pares AT e GC no DNA. No RNA, apesar de a molécula ser unifilamentar, é possível a formação de pares de bases, gerando estruturas secundárias. Neste caso, adenina pareia com uracila e guanina pareia com citosina.

A descoberta da estrutura do DNA envolveu a análise de evidências químicas e físicas. A evidência química veio através dos trabalhos de Chargaff e colaboradores, que observaram a ocorrência de uma proporção 1:1 entre as bases A e T e C e G.  Já a evidência física é devida aos trabalhos de Franlink com difração de raios X, que revelaram a estrutura bifilamentar com torção helicoidal da molécula.

Assim, em 1953, Watson e Crick publicaram o trabalho que revelou a estrutura molecular do DNA e suas implicações moleculares.  A molécula é composta por dois filamentos polinucleotídicos torcidos um sobre o outro de forma regular, que se mantem interligados através de pareamento específico por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. Adenina pareia com Timina através de duas pontes e Citosina pareia com Guanina através de três pontes.

O link para o artigo original, publicado na edição de 25 de abril de 1953 na revista nature é:
 

http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf

GENÉTICA ODONTOLOGIA - HERANÇA

Herança Mendeliana

 

Os mecanismos básicos da hereditariedade foram propostos no século XIX por Gregor Mendel, a partir dos estudos realizados com ervilha de jardim (Pisum sativum). Mendel selecionou sete características contrastantes deste organismo e acompanhou sua transmissão ao longo das gerações a partir de um elaborado programa de cruzamentos. As características estudadas se apresentavam em apenas duas possibilidades e Mendel foi capaz de mapear o perfil de transmissão, observando que o padrão se repetia.

Nos cruzamentos, Mendel utilizava linhagens puras de indivíduos com caracteres contrastantes (por exemplo, planta alta x planta anã) e observava como o caracter se distribuía na prole. Assim, na primeira geração ele pode observar que 100% dos indivíduos apresentavam a característica de um dos genitores.

Planta alta x planta anã

100% da prole alta

Ao cruzar os indivíduos desta prole, Mendel observou que a característica que havia sido “perdida” novamente ocorria, em uma proporção estimada em 3:1.

Planta alta da prole F1 x planta alta da prole F1

75% (3/4) altas e 25% (1/4) anãs

Assim, Mendel propôs que as características eram determinadas por pares de elementos (que ele denominou partículas e que hoje chamamos de genes) nos organismos e que eram transmitidos unitariamente para a prole, constituindo o primeiro princípio Mendeliano, a Lei da Pureza dos Gametas (Primeira Lei de Mendel).

Como Mendel observou que o padrão se repetia para todas as características que ele havia estudado, iniciou cruzamentos envolvendo a determinação do padrão de segregação de caracteres combinados, os hibridismos. Assim, pode determinar que os caracteres, mesmo quando analisados em conjunto, se comportavam de forma independente.

Esta observação foi possível a partir da identificação de indivíduos com combinações novas na prole dos cruzamentos.

Planta alta com semente verde x planta anã com semente amarela

100% da prole plantas altas com sementes verdes

Alta com sementes verdes da F1 x alta com sementes verdes da F1

9/16 altas com sementes verdes

3/16 altas com sementes amarelas

3/16 anãs com sementes verdes

1/16 anãs com sementes amarelas

Este resultado, 9:3:3:1, nada mais é que a combinação do resultado 3:1 que se esperaria para cada característica isoladamente, ou seja:

9:3:3:1 = (3:1)x(3:1)

Assim, Mendel propôs seu segundo postulado (Segunda Lei de Mendel), a Lei da Segregação Independente. Segundo este postulado, as características de um organismo são herdadas de forma independente entre si, ou seja, os determinantes genéticos são distribuídos nos gametas de forma independente entre si.

Mecanismos de Herança

Basicamente categorizamos os principais mecanismos de transmissão das características determinadas por um locus gênico em função de dois parâmetros principais: i) a localização do gene responsável pelo caracter, ou seja, em que cromossomo o gene se situa e ii) ocorrência de relação de dominância entre os alelos, de forma que, para caracteres determinados por loci gênicos que possuam pares de alelos, a herança poderá ser dominante ou recessiva. Para o caracter dominante ser expresso basta a presença de 1 alelo, ao passo que o caracter recessivo somente é expresso quando em homozigose. Caracteres dominantes ocorrem em todas as gerações e todos os indivíduos que apresentam o caracter possuem ao menos um dos genitores também com  caracter (salvo a ocorrência de mutações novas). Os caracteres recessivos em geral são menos frequentes, não ocorrendo em todas as gerações e mais frequentes em irmandades. Indivíduos que possuem o caracter podem ser filhos de genitores que n~ao possuem o caracter.

Caracteres autossômicos - herança autossômica

as caracteristicas autossômicas ocorrem em indivíduos do sexo masculino e do sexo feminino na mesma proporção, ou seja, não ocorre preferencialmente em um dos sexos. Isto é devido ao fato de ambos os sexos apresentarem exatamente os mesmos cromossomos.

Caracteres ligados ao X - herança ligada ao X

os caracteres ligados ao X não ocorrem de forma idêntica entre homens e mulheres. Isto se deve ao fato do homem apresentar apenas 1 cromossomo X (46,XY) e a mulher 2 cromossomos X (46,XX). Assim, dizemos que o homem é hemizigoto para os caracteres ligados ao X, pois sempre possuirá apenas 1 alelo. Nas mulheres, como são 2 cromossomos X, a transmissão ocorre da mesma forma que para os cromossomos autossômicos.

Caracteres ligados ao Y - herança holândrica

uma particularidade da transmissão dos genes presentes no cromossomo Y é o fato deste cromossomo ocorrer exclusivamente em indivíduos do sexo masculino. Desta forma, caracteres holândricos são exclusivamente masculinos, sendo transmitidos do pai apenas para os filhos (sexo masculino) e nunca para as filhas.

Caracteres mitocondriais - herança mitocondrial

as mitocôndrias são importantes elementos celulares responsáveis pela produção de energia. Nas células animais, são as únicas organelas que apresentam DNA. Na fecundação, o gameta responsável pelo fornecimento de mitocõndrias para o zigoto é o óvulo e, desta forma, somente as mulheres transmitem aos filhos, tanto do sexo masculino quanto do feminino, as mitocôndrias. Isto faz com que as características mitocondriais sejam transmitidas exclusivamente pelas mulheres, apesar de poderem ocorrer tanto em homens quanto em mulheres. Lembramos, ainda, que o material genético da mitocôndria é haplóide e, desta forma, somente um alelo para a determinação do caracter estará presente na organela. Eventualmente, através de mutação, populações de mitocôndrias com diferenças genéticas podem ocorrer em um mesmo indivíduo. Este fenômeno é denominado heteroplasmia.

Um site interessante que conta com um glossário de termos utilizados em genética pode ser consultado em:

http://www.minerva.uevora.pt/publicar/seg_alimentar/glossario.htm

Genótipo (do grego genos, originar, provir, e typos, característica): constituição genética do indivíduo, ou seja, os genes que ele possui.

Fenótipo (do grego pheno, evidente, brilhante, e typos, característico): designa as características apresentadas por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas e comportamentais.

Dominante: expresso fenotipicamente mesmo em dose simples

Recessivo: somente expresso fenotipicamente quando em homozigoze

Codominante: quando o produto da expressão fenotípica de dois alelos diferentes (heterozigoto) leva à presença de ambas as características

Semidominante: quando o produto da expressão fenotípica de dois alelos diferentes leva a uma característica intermediária.

GENÉTICA ODONTOLOGIA - HEREDOGRAMAS

HEREDOGRAMAS

O heredograma é uma representação, feita utilizando uma simbologia convencionada, das relações de parentesco entre indivíduos. É também chamado de genealogia, pedigree ou árvore genealógica e pode ser utilizado para determinarmos a ocorrência de um padrão de transmissão de uma característica.
A partir de algumas normas bastante simples e do conhecimento do sistema de representação dos indivíduos podemos elaborar um heredograma.
A simbologia inclui a utilização de um quadrado para indivíduos do sexo masculino, um círculo para indivíduos do sexo feminino e um losango para indivíduos de sexo não especificado. O símbolo preenchido representa o indivíduo que apresenta a característica, enquanto que o símbolo vazio representa o indivíduo que não tem a características. Um traço diagonal sobre o símbolo (vazio ou preenchido) representa que o indivíduo é falecido.

Uma linha unindo um casal de indivíduos representa o casamento entre indivíduos não aparentados, ao passo que a utilização de duas linhas indica que o casamento é consanguíneo (entre indivíduos aparentados, ou seja, entre quaisquer parentes). Uma linha pontilhada representa relação extraconjugal (extramarital) e um traço diagonal sobre a linha de casamento representa divórcio

Os filhos gerados a partir dos casamentos (quaisquer tipos de relação) são representados a partir de uma linha que deriva da linha de casamento. Representações específicas para gêmeos, abortos espontâneos e morte pré-natal estão presentes na simbologia.

Os gêmeos idênticos destacados em retãngulos vermelhos na figura acima são de especial interesse para a genética, pois trata-se de uma situação inusitada, os gêmeos monozigóticos discordantes. Nesta ocorrência, apesar de partilharem o mesmo material genético, o par discorda em uma ou mais características, sendo, geralmente associado à ocorrência de mutações em um dos membros do par.

GENÉTICA - ODONTOLOGIA

Na última aula um guarda chuva verde escuro, pertencente a aluna Caroline, foi levado por engano. Favor quem cometeu o equívoco, devolver o mesmo à proprietária.

GENÉTICA MOLECULAR - BIOLOGIA

Atividade regulação – descrever um mecanismo de regulação de expressão em células eucariontes – deve ser entregue no dia 14 de maio;

Atividade mutação – identificar uma variante genética relacionada ao aumento de risco sobre uma característica deletéria multifatorial, explicando seu mecanismo de ação – deve ser entregue no dia 21 de maio;

Atividade polimorfismos 1 – identificar um polimorfismo que determina um caracter fenotípico, explicando seu mecanismo de ação – deve ser entregue no dia 28 de maio;

Atividade polimorfismos 2 – explicar a importância da variabilidade genética para a manutenção da biodiversidade no planeta – deve ser entregue no dia 04 de junho.