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10/6/2010
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IDENTIFICAÇÃOIDENTIFICAÇÃO DODOMATERIAL GENÉTICOMATERIAL GENÉTICO
-- UMA VISÃO HISTÓRICAUMA VISÃO HISTÓRICA --
Profª Ana Luisa Miranda Vilela
1865 – JOHANN GREGOR MENDEL
Publicou resultados dos cruzamentosde ervilhas Pisum sativum.Postulou as regras que governam ahereditariedade.Propôs que a transmissão doscaracteres hereditários era feita pormeio de partículas ou fatores que seencontravam nos gametas:
atualmente os fatores mendelianos sãodenominados genes.
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1869 – JOHANN FRIEDRICH MIESCHER
Realizou o primeiro isolamento deDNA a partir de leucócitosnucleína.
1879 – WALTER FLEMMING
Descreveu o comportamento doscromossomos durante a mitose emcélula animal.
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1900 – DE VRIES, CORRENS E TSCHERMAK
Redescoberta dos trabalhos de Mendel.
De Vries Tschermak Correns
1902 – WALTER SUTTON
Verificou que o comportamento doscromossomos na meiose eracomparável ao dos fatoresmendelianos.
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1908 – ARCHIBALD GARROD
Conceito de gene de Mendel (partículasou fatores) foi aplicado a umacaracterística humana estudo depessoas afetadas pela alcaptonúria (AKU):
distúrbio raro no qual o ácido homogentísico(HGA) – metabólito intermediário nometabolismo de fenilalanina e tirosina – éexcretado em grandes quantidades na urina,fazendo com que ela escureça quandoexposta ao ar doença da urina escura.
1908 – ARCHIBALD GARROD
Interpretou a anomalia como decorrente da falta deuma enzima para decompor a alcaptona emsubstâncias incolores:
acumula-se nas cartilagens e colágeno do tecido conjuntivo.
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1908 – ARCHIBALD GARROD
Ausência da enzima seria causada por erros nainformação genética erros inatos dometabolismo:
não forneceu provas experimentais suficientes.
1909 – WILHELM JOHANNSEN
Usou o termo gene para descreveros fatores mendelianos.
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1910 – THOMAS HUNT MORGAN ECOLABORADORES
Experimentos com a mosca-da-fruta(Drosophila melanogaster).Teoria cromossômica da Herança.Genes estão localizados noscromossomos e se dispõemlinearmente ao longo deles.Prêmio Nobel de Fisiologia ouMedicina em 1933.
1928 – FREDERICK GRIFFITH
Descobriu o princípio transformantetentativa de encontrar uma
vacina contra pneumonia.Questão sem resposta: Qual era anatureza química do agentetransformante?
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1941 – GEORGE BEADLE E EDWARD TATUM
Hipótese 1 gene 1 enzima.Prêmio Nobel de Fisiologia ouMedicina em 1958.
1941 – GEORGE BEADLE E EDWARD TATUM
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1943 – WILLIAM ASTBURY
Difração de raio-X do DNA.
1944 – OSWALD AVERY, COLIN MCLEOD &MACLYN MCCARTY
Indução de transformação em pneumococoscom DNA, mas não com proteína:
demonstraram que a molécula que continha asinformações hereditárias era o DNA.
Avery McLeod McCarty
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1944 – OSWALD AVERY, COLIN MCLEOD &MACLYN MCCARTY
Princípio transformante resistente a tratamento com proteases masdestruído por DNAase.
O que já era conhecido (Griffith, 1928)
Experimentos de Avery, McLeod e McCarty
TRANSFERÊNCIA DE MATERIAL GENÉTICO ENTREBACTÉRIAS
Conjugação:passagem de material genético deuma bactéria doadora para umareceptora através de uma pontecitoplasmática formada por fímbriassexuais (pilus F).
Transformação:incorporação de DNA na forma livre,geralmente decorrente da lise celular.
Transdução:passagem de material genético deuma bactéria para outra, mediada porvírus (bacteriófagos ou fagos).
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CONJUGAÇÃO
Fímbrias sexuais (pilus F):reconhecimento e contato entre as células,transferência de DNA plasmidial.
Célula portadora de plasmídeo F F+, doadora, oumacho.Célula desprovida de plasmídeo F F , receptora, oufêmea.
CONJUGAÇÃO
Plasmídeos F integrados no cromossomo:podem mobilizar a transferência de genes cromossômicos;células portadoras Hfr (High Frequency ofRecombination).
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TRANSFORMAÇÃO
Ocorre quando uma bactéria incorpora moléculas deDNA existentes em seu meio e esta passa a ter novascaracterísticas.
TRANSDUÇÃO
Pode ser generalizada (qualquer fragmento de DNA)ou especializada (determinados genes, passados porfagos temperados).
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CONVERSÃO LISOGÊNICA
Transferência de genes de fagos para bactériasdurante o ciclo lisogênico.
1952 – ALFRED HERSHEY E MARTHA CHASE
Mostraram que para um vírusinfectar uma bactéria énecessário que seu DNA sejaintroduzido dentro da célulasuporte da idéia de que genessão feitos de DNA.
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Foi Wilkins que obteve pela primeira vez uma imagem de Raio-X do DNA, que ensinouCrick sobre o ácido desoxirribonucleico e quem inspirou Watson.
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1958 – MATTHEW MESELSON E FRANKLINSTAHL
Demonstraram que a replicação doDNA é semi-conservativa.
1958 – MATTHEW MESELSON E FRANKLINSTAHL
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1966 – MARSHALL NIRENBERG, HARKHORANA, SEVERO OCHOA E COLABORADORES
Decifraram o código genético.
Marshall Nirenberg Har GobindKhorana
Severo Ochoa
GENE
Definição molecular proposta por George Beadle eEdward Tatum (1941):
segmento de DNA que determina ou codifica uma enzima.
Conceito ampliado posteriormente:
muitos genes codificam proteínas que não são enzimas.
Hipótese 1 gene 1 enzima
Seqüência de DNA que codifica uma proteína.
1 gene 1 proteína
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GENE
Falhas da definição molecular:alguns genomas de vírus são constituídos por RNAe não por DNA;nem todos os genes são expressos na forma decadeias polipeptídicas:
alguns genes codificam tRNA e rRNA;
algumas sequências não-codificadoras do DNAapresentam função regulatória e são importantespara produção de RNA e de proteínas.
GENE
Definição molecular atual:
Toda sequência ou segmento de ácido nucléiconecessária para a síntese de uma cadeia
polipeptídica funcional ou de um RNA funcional.
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O DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
O MATERIAL GENÉTICO DOS SERES VIVOS
Vírus: DNA ou RNA.Células procarióticas: DNA.
Um único cromossomo formadoapenas por uma moléculacircular de DNA contém genesresponsáveis pelo metabolismo.Moléculas menores e circularesde DNA, presentes em algumasbactérias
plasmídeos em geral contêmgenes que conferem resistência aantibióticos.
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O MATERIAL GENÉTICO DOS SERES VIVOS
Células eucarióticas: DNA.Podem existir várioscromossomos, cada um delesformado por uma longamolécula de DNA associada amoléculas de proteínasbásicas denominadashistonas.
O MATERIAL GENÉTICO EUCARIOTO
Organizado como uma massa compactaocupando um volume limitado:
atividades devem ser realizadas dentrodesses limites;deve acomodar transições entre estadosinativos e ativos.
Compactação interação do DNA comproteínas (histonas e não-histonas).
DNA encontra-se também associado auma pequena quantidade de RNA.
Cargas positivas das histonas neutralizamparcialmente a carga negativa do DNA.
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DNA - COMPACTAÇÃO
Histonas H2A, H2B, H3 e H4:cada um dos 4 tipos contribui com um dímero para formar onúcleo do nucleossomo octâmero.
DNA - COMPACTAÇÃO
Histona H1: mantém a estrutura unida:uma molécula de H1 por nucleossomo.
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CROMATINA E CROMOSSOMOS
Representam 2 aspectos morfológicos e fisiológicos da mesmaestrutura DNA complexado com proteínas.Cromatina (Kroma = cor) designa, com exceção do nucléolo,toda a porção do núcleo que se cora e é visível ao microscópioóptico:
núcleo interfásico apresenta-se compactada e/oudescompactada;núcleo em divisão encontra-se altamente compactada,constituindo os cromossomos.
Núcleo interfásico Núcleo em divisão
NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DE CROMATINA
