PDF Archive

Easily share your PDF documents with your contacts, on the Web and Social Networks.

Share a file Manage my documents Convert Recover PDF Search Help Contact



GM Sebenta .pdf


Original filename: GM Sebenta.pdf
Title: Microsoft Word - SebentaGM_vff_vt.docx

This PDF 1.6 document has been generated by Word / Mac OS X 10.9.4 Quartz PDFContext, and has been sent on pdf-archive.com on 01/01/2018 at 22:53, from IP address 213.22.x.x. The current document download page has been viewed 341 times.
File size: 30.9 MB (140 pages).
Privacy: public file




Download original PDF file









Document preview


FACULDADE  DE  MEDICINA  DA  
UNIVERSIDADE  DO  PORTO  

   
 
 

 

 
Genética  Molecular  
 

Sebenta  

 

Elaborada  por:  Maria  Eduarda  Martins  →  CC  13/19  

Índice
Evolução Histórica e Introdução à Genética................................................................3
Estrutura do DNA.........................................................................................................7
DNA – Replicação......................................................................................................12
DNA – Reparação......................................................................................................18
Recombinação e Transposição..................................................................................28
Genoma Humano.......................................................................................................36
Substrato da Informação Genética – Aplicações Tecnológicas.................................41
Técnicas de Diagnóstico em Genética Molecular I....................................................49
Técnicas de Diagnóstico em Genética Molecular II...................................................61
Técnicas de Diagnóstico em Genética Molecular III..................................................76
Bioinformática............................................................................................................83
Transcrição: RNA mensageiro.................................................................................. 86
Transcrição: RNA Ribossomal e de Transferência....................................................94
Estrutura e Funcionamento do Núcleo. Transporte Nuclear e Interação NúcleoCitoplasma................................................................................................................ 98
Síntese de Proteínas................................................................................................104
Mecanismos Epigenéticos de Controlo da Expressão Genética.............................111
Terapia Génica.........................................................................................................122
Engenharia Genética. Modelos Experimentais de Manipulação da Expressão
Genética. RNAi........................................................................................................132

1

Tendo os alunos do curso 2013-2019 encabeçado uma mudança curricular,
verificou-se neste 1º ano uma falta acentuada de material de estudo. Na tentativa de
colmatar essa falha, a Comissão de Curso organizou, juntamente com a
colaboração de outros estudantes do curso, uma coleção de sebentas, que mais não
é que uma compilação de material existente com material elaborado pelo ano 20132019. O nosso "muito obrigado" a todos os estudantes de anos anteriores que
deixaram um material de base com bastante qualidade sobre o qual foi possível
construir este conjunto de sebentas.
Pedimos que todos os erros encontrados sejam comunicados à CC 13-19
através do mail cc1319pedagogico@gmail.com, para que possamos corrigir as
sebentas.
Votos de sucesso por parte de toda a comissão de curso 2013-2019.
O Presidente da Comissão de Curso 2013-2019,
Jorge Félix Cardoso

Para a elaboração desta sebenta foram utilizadas sebentas antigas (Biologia Celular
e Molecular I e II do Bernardo Manuel de Sousa Pinto; Genética Molecular da
AeFMUP), powerpoints das aulas teóricas, apontamentos da Maria Eduarda Martins
e ainda desgravadas feitas pela Ana Clara Oliveira e pelo João José Ruas do ano
lectivo 13/14.
Por fim, estes apontamentos foram compilados por Maria Eduarda Martins.

2

Evolução Histórica e Introdução à Genética
A Genética tem assumido progressivamente um papel central no entendimento da maioria
das doenças, não apenas das pediátricas mas também de doenças tipicamente da idade
adulta. É de realçar que 3 a 7% da população sofrerá de uma doença genética, não
estando incluídas nesta estimativa doenças frequentes do adulto que também têm na sua
etiopatogenia uma base genética (ex: patologia cardíaca e psiquiátrica, diabetes e
cancro). Estudos da prevalência das doenças genéticas em hospitais pediátricos revelam
que cerca de 70% das crianças admitidas têm uma doença genética, génica ou
cromossómica,

ou uma doença de susceptibilidade genética (ex: asma, cancro ou

diabetes mellitus tipo 1).
As teorias da transmissão hereditária:
1- Concentração das características humanas importantes no sémen - transmissão
de homúnculos (a mulher seria simples portadora do embrião já existente no
espermatozóide); o sangue menstrual seria meio de cultura e o útero uma
incubadora (Aristóteles e Hipócrates);
2- Divisão das características pelos filhos (o resultado seria a monotonia das
espécies, porque cada geração seria a média da geração anterior);
3- Transmissão independente dos caracteres (Mendel, 1865).
As teorias sobre a etiologia das malformações congénitas: os conhecimentos précientíficos - magia, designo divino, cruzamentos demoníacos ou com outras espécies; os
conhecimentos científicos - traumatismos uterinos (Hipócrates), desenvolvimento
embrionário anormal, intervenção de factores ambienciais (Saint-Hillaire).
A história recente da Genética aplicada ao Homem:
1-

Até 1959: definição de doenças hereditárias de tipo mendeliano, bioquímica do
metabolismo, descrição de malformações congénitas, antropometria e grupos
sanguíneos.
Em 1953, foi definida a estrutura física do DNA (James Watson e Francis Crick) e, em
1956, foi determinado o número normal (46) de cromossomas na espécie humana
(desde os anos vinte que se pensava que as células humanas tinham 48
cromossomas).

2-

Década de 60: cariótipo e definição das grandes cromossomopatias, estudo de
enzimas a nível celular, hereditariedade multifactorial, primeiro diagnóstico pré-natal
cromossómico e aconselhamento genético.

3

3-

Década de 70: polimorfismo cromossómico e génico, localização de genes, genética
de populações e estudo dos efeitos ambienciais, fertilização "in vitro".

4-

Década de 80: terapêutica genética por dieta, prevenção de cromossomopatias,
terapêutica

profilática, amplificação

de

pequenas

sequências

de

DNA

por

“polymerase chain reaction” (PCR).
5-

Década de 90: introdução da hibridização in situ de fluorescência (FISH) para o
estudo citogenético, intervenção médica e cirúrgica sobre o embrião e o feto,
microinjecção intracitoplasmática de espermatozóides, diagnóstico genético préimplantação, projecto do genoma humano.

6-

1ª década do séc. XXI: publicação da sequência completa do genoma humano,
rastreio prenatal de trissomia 21 em DNA fetal livre na circulação materna,
sequenciação total do genoma de um indivíduo, desenvolvimento das técnicas de
“array Comparative Genomic Hybridization” e sequenciação automática de nova
geração.

Os novos desafios resultantes do conhecimento estrutural do genoma humano (o termo
genoma refere-se a todo o DNA de um organismo).
Apesar do Projecto do Genoma Humano ter proporcionado a completa sequência do
DNA humano (2003), o número exacto de genes permanece desconhecido. A
posição que reunirá maior consenso atribui ao genoma humano cerca de 25 000
genes, um número surpreendentemente baixo para a espécie humana.
Potencialidades diagnósticas e terapêuticas do conhecimento pleno da sequenciação
genómica mas, sobretudo, da imprescindível relação estrutura-função. Esta permitirá
a

aproximação

progressiva

de

uma

nova

realidade

-

farmacogenoma:

desenvolvimento de novos fármacos baseado no conhecimento de todos os genes do
genoma humano.
O potencial diagnóstico dos “DNA microarray” (podem possuir milhares de fragmentos de
DNA alinhados em fileiras): identificam mutações génicas causadoras de doenças e
também “single nucleotide polymorphisms” (SNPs) – o que poderá permitir calcular o risco
de desenvolvimento de uma determinada patologia (pela sua associação com estas
variações de DNA).
A semelhança da sequência do DNA entre os seres humanos é superior a 99,9%, o que
permite a alguns autores afirmar que a análise do genoma confirma o que muitos
biologistas têm mantido ao longo de muitos anos – que a raça é um conceito social e não
biológico; a “raça” é efectivamente definida por menos de 0,01% dos genes.

4

Patologia genética
1- Monogénica (mendeleana): o marco histórico que estabeleceu pela primeira vez a
relação entre uma doença humana e as leis da hereditariedade publicadas por Mendel
em 1865 é da autoria de Archibald Garrod que, em 1902, propôs uma transmissão
recessiva para a alcaptonúria. O catálogo de Victor McKusick (Mendelian Inheritance in
Man), publicado pela primeira vez em 1966, com uma lista de 1 368 doenças de
transmissão autossómica e 119 transmitidas pelo cromossoma X, tornou-se acessível
via Internet – Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM), contém actualmente 22
030 entradas, das quais 20 709 são autossómicas, 1 197 são ligadas ao cromossoma
X, 59 ao cromossoma Y e 65 ao genoma mitocondrial.
2- Cromossómica: em 1959 foi definida a etiologia cromossómica do síndrome de Down
(por Lejeune et al.), 93 anos após o médico britânico Langdon Down ter publicado uma
classificação de atraso mental, que subdividiu em tipos raciais: caucasiano, etíope,
malaio e mongolóide.
3- Multifactorial: resulta da interacção de um ou mais genes com um ou mais factores
ambienciais. As causas multifactoriais estarão na base de cerca de metade de todas
as malformações congénitas e serão relevantes em muitas doenças crónicas da idade
adulta (ex: hipertensão arterial, diabetes, artrite reumatóide, psicoses e demências
senis). Esta etiologia multifactorial contribuirá também para diversas alterações
psicológicas da infância, incluindo dislexia (5 a 10% da população), anomalias
específicas da linguagem (5% das crianças) e alterações da atenção, por falta ou
hiperactividade (4 a 10% das crianças).
4- Somática (adquirida ou cumulativa): causada pelos efeitos aditivos de múltiplas
mutações em diferentes genes (ex: cancro, doenças autoimunes, endometriose).
5- Mitocondrial: doenças causadas por mutações que ocorrem no cromossoma
mitocondrial.

5

PREVALÊNCIA DAS DOENÇAS GENÉTICAS (/ 1000)
aos 25 anos

global

Doenças cromossómicas

1.8

3.8

Doenças monogénicas

3.6

20.0

Doenças multifactoriais

46.4

646.4

Doenças somáticas

---

240.0

________________________________________________________________________
Adaptado de Emery and Rimoin’s, 4ª ed.

6

Estrutura do DNA
A molécula de DNA apresenta como unidades básicas os nucleotídeos, compostos por
uma base azotada, uma desoxirribose e um grupo fosfato (ácido fosfórico). Ao conjunto
da base azotada, mais a dexosirribose dá-se o nome de nucleosídeo. Quanto às bases,
existem as pirimídicas, que são a timina e a citosina e que apenas apresentam um anel
azotado, e as púricas, que apresentam dois anéis azotados, sendo por isso a adenina e a
guanina.
O grupo fosfato estabelece duas ligações éster com a desoxirribose, dizemos por isso
que se estabelecem ligações fosfodiéster na molécula de DNA. Uma das ligações é
estabelecida no 5º carbono da desoxirribose, enquanto a outra é no 3º carbono de uma
desoxirribose diferente. Dessa forma, a sequência de nucleotídeos é sempre lida de 5’
para 3’.
A cadeia de DNA é formada por dois polímeros lineares com tendência a formar uma
dupla hélice, estabelecendo-se pontes de hidrogénio entre as bases azotadas, de ambas
as cadeias, que se dispõe antiparalelamente. Relativamente ao emparelhamento de
bases, podemos afirmar que estas formam sempre pares de Watson e Crick, ou seja a
adenina emparelha sempre com a timina, através de duas pontes de hidrogénio e a
guanina com a citosina, por 3 pontes de hidrogénio. De referir que na molécula de DNA
distinguimos dois “sulcos”, um maior e outro menor, sendo que em cada volta,
encontramos um sulco de cada. Já as pontes de hidrogénio estabelecem um “efeito
velcro”, pois são muito frágeis individualmente, mas, no seu conjunto, constituem uma
junção muito forte.
Relativamente aos tipos de DNA, quanto ao seu arranjo em dupla hélice, podemos
considerar o BDNA, o ZDNA e o ADNA.


BDNA corresponde à maior parte do DNA existente nas células. Regista-se nele
uma rotação para a direita e existem 10,1 bases por volta completa (que tem 3,4 a
3,6 nm).



ADNA apenas existe em laboratório e em condições de desidratação extrema,
sendo por isso, semelhante à estrutura do BDNA, mas mais compacto.



ZDNA apresenta uma rotação para a esquerda e, embora por vezes se encontre
nas células, não se sabe qual a sua função.

A estrutura tridimensional do DNA pode variar ligeiramente conforme a sequência de
nucleotídeos presentes, sendo que a ligação das proteínas ao DNA pode também alterar
a sua conformação.

7

Desnaturação da molécula de DNA
A molécula de DNA é muito estável, todavia, a separação das duas cadeias é possível,
através do aumento de temperatura (dado a elevação térmica aumentar a cinética dos
electrões). A esta separação dá-se o nome de desnaturação do DNA, sendo este
processo reversível. Valores extremos do pH também levam à quebra das pontes de
hidrogénio, isto porque as cadeias passam a repelir-se, quer pelo facto das bases ficarem
protonadas (em meio ácido), ou com carga negativa (em meio básico). Também a
diminuição da concentração de iões é um factor que contribui para a desnaturação da
molécula de DNA.
As quebras de ligações nas moléculas de DNA são passíveis de ser monitorizadas,
através da espectrofotometria. De facto, as cadeias simples absorvem uma quantidade
muito maior de radiação UV de comprimento de onda 260 nm. A temperatura para a
qual se dá um aumento muito brusco da absorção de radiação de 260 nm é designada
por melting-point (também designado por “temperature of melting”, ou Tm). O meltingpoint é mais elevado quando há mais pares de bases guanina-citosina, do que quando há
mais pares de bases adenina-timina. Isto, porque entre a guanina e a citosina
estabelecem-se mais pontes de hidrogénio, que entre a adenina e a timina.

Disposição do DNA na célula
O DNA não se dispõe aleatoriamente no núcleo das células. Em interfase, este ocupa os
chamados territórios cromossómicos, locais restritos ocupados de forma ordenada pelo
DNA, entre os quais existe o espaço intercromossomal. O DNA encontra-se então no
núcleo associado a proteínas, o que constitui a cromatina. A cromatina pode se encontrar
sob

uma

forma

muito

condensada

(heterocromatina),

ou

pouco

condensada

(eucromatina), estando essa última forma, geralmente associada à transcrição activa.

8


Related documents


gm sebenta
bioinform tica y biomarcadores de c ncer de colon 1 y 2
healing digestive illness translated
16 biologia ii
ubc
formao da nacionalidade brasileira flamarion barreto lima pdf


Related keywords