IDENTIFICAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

Em 1866 Mendel descreveu os genes através dos seus efeitos finais tais como os fenótipos. Pelos experimentos de Mendel, e de outros pesquisadores, ficou definido que os genes levam a informação genética de uma geração para outra e, apesar de não ser visto ou delimitado fisicamente, deveriam apresentar as seguintes propriedades: 

- Replicação: processo que permite ao gene produzir outras unidades iguais a si próprio. 

- Transcrição: Processo pelo qual a informação genética, é transferida para o local apropriado (ribossomo) e é traduzido. 

- Tradução: Processo pelo qual são produzidas as proteínas a partir de uma seqüência de nucleotídeos. 

BASES FISIOLÓGICAS DA DOMINÂNCIA E RECESSIVIDADE

De acordo com a teoria "um gene - uma enzima" os genes agem através da produção de enzimas, sendo que cada gene é responsável pela produção de uma enzima específica. Por este princípio podemos explicar as bases fisiológicas da dominância e recessividade segundo uma determinada via biossintética. Assim, tem-se: 

Dominância completa 

Neste caso a quantidade de enzimas produzidas pelo heterozigoto Aa, embora geralmente menor que a produzida pelo homozigoto AA, é suficiente para produção do mesmo produto final de AA. 

Dominância. incompleta 

Neste caso a menor quantidade de enzimas normal produzida pelo heterozigoto Aa, em relação ao homozigoto AA, resulta em uma menor quantidade de produto final que pelo efeito de dosagem confere um fenótipo diferente do produzido pelo homozigoto AA. 

Codominância 

Neste caso o complexo enzimático produzido por Aa, dado a contribuição de A e de a, é diferente da enzima produzida por AA e consequentemente o produto final será diferente daquele produzido por AA. Neste caso a qualidade de enzima é o fator crítico. 

                    Fonte :UFV 

FUNÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

Garrod (1900), médico inglês, deu os primeiros passos para evidenciar a ação dos genes. Este pesquisador estudou a alcaptonúria, uma doença hereditária caracterizada pela coloração escura na urina. Para esta doença foi observado que o escurecimento era conseqüência do acúmulo de ácido homozentízico (alcapton) o qual, nos indivíduos normais, era decomposto através de reações enzimáticas, de tal maneira que havia excreção de ácido acético. Constatou-se ainda que dietas com tirozina e fenilalamina aumentava a manifestação de sintomas. 

DNA E RNA

Constituição química do DNA e RNA 

Quando o ácido nucléico foi separado da proteína muitos pesquisadores, especialmente Levene, mostraram que ele poderia ser quebrado em pequenas partes denominadas de nucleotídeos. Cada nucleotídeo contém:

Caracterização	DNA	RNA
1. Açúcar	Desoxiribose	Ribose
2. Grupo Fosfatro	H3PO4	H3PO4
3. Bases nitrogenadas	Piridiminas: Citosinas e Timinas Purinas Adenina e Guanina	Piridiminas: Citosinas e Uracil Purinas Adenina e Guanina

Tradução

A tradução é um processo que ocorre no citoplasma da célula, no qual a mensagem trazida pela fita de mRNA é traduzida em uma seqüência de aminoácidos. 

O processo de tradução envolve as seguintes etapas: 

TRANSCRIÇÃO

Processo que ocorre no núcleo da célula, no qual a mensagem genética é passada do DNA para uma fita de mRNA, com auxílio da ação catalítica da enzima RNA polimerase. 

A informação do DNA é transcrita em uma seqüência codificada do mRNA, através do uso, com gabarito, de um filamento do DNA. Até hoje, o mecanismo de seleção do filamento apropriado ainda é desconhecido. 

O mRNA transcrito solta-se do modelo de DNA e desloca-se do núcleo para o citoplasma. Após o mRNA se desacoplar, as pontes de hidrogênio que haviam-se desfeitas voltam-se a ligar. 

A enzima RNA polimerase tem as seguintes funções: 

a. Reconhecer as bases do DNA. 

b. Selecionar os ribonucleotídeos apropriados. 

c. Catalizam a formação de ligações entre os ribonucleotídeos. 

d. Escolhe o filamento correto a ser transcrito. 

A RNA polimerase é constituída de 6 cadeias polipeptídicas (2 alfa, beta, beta', gama e sigma), sendo que o fator sigma é o responsável pela transcrição no local e fio correto. 

                             Fonte : UFV

Replicação do DNA

A replicação do DNA é semi-conservativa, cada uma das fitas serve como molde para a construção de uma nova molécula. Esse processo permite que a informação genética (seqüência de nucleotídeos) seja copiada de modo extremamente simples e eficiente.

            Em condições normais a dupla hélice de DNA é muito estável, por exemplo, apenas em temperaturas muito altas (próximas a 100⁰ C) as pontes de hidrogênio são desfeitas e as fitas complementares se separam. Porém, a transferência de informação genética, seja através de replicação (transferência de informação de uma molécula de DNA para outra) ou de transcrição (transferência de informação de uma molécula de DNA para uma molécula de RNA) depende da separação das fitas complementares. É necessário que a dupla hélice seja desfeita, que as bases sejam expostas para formação da nova fita complementar. As cadeias de DNA separadas (em fita simples) constituem as fitas moldes para o processo de replicação.

Carcinogénos

Substância ou agente que produz câncer. Um carcinógeno é qualquer substância, situação ou exposição que pode danificar o material genético(DNA). As centenas de carcinógenos conhecidos incluem: fatores internos criados no organismo pelosprocessos metabólicos (p. ex., radicais livres, hormônios), vírus (p. ex., hepatite B, papilomavírus humano),substâncias químicas, (p. ex., tabaco, álcool, asbesto industrial) e radiação (p. ex., radiação diagnóstica, luz ultravioleta).

Tipos de Carcinogénos

Por um agente que pode ser substâncias : Químicas (arsênico, asbesto, aminas aromáticas,benzeno, cromatos, niquel, cloreto de vinil, álcool, nozes de betel, tabaco, agentes alquilantes, dietilestilbestrol, oximetolona, torotrast).Vírus, radiação ou luz solar.Entre os mais conhecidos estão : fumo, álcool, arsênico, asbestos, benzeno, cromo, níquel, fenacetina, estrógenos, radiações, sacarina, prolactina, fenobarbitúricos e alguns pesticidas.

Carcinogênese

Como é o processo de carcinogênese?

DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS GENÉTICAS : MÉTODOS DE RASTREAMENTO

Uma ampla variação de técnicas são utilizadas para a identificação de doenças genéticas. Todos os métodos têm vantagens e desvantagens e requerem considerável habilidade e experiência para serem realizados. Não existe uma padronização ou preferência geral por um método, mas os laboratórios devem ser conhecedores das limitações e sensibilidade dos métodos por eles usados.
A apresentação a seguir é uma síntese das diferentes estratégias, baseadas na análise do DNA, utilizadas para o diagnóstico de doenças genéticas.

Doenças Genéticas: Padrões de Herança Simples ou Complexo

• Autossômicas Recessivas - os genes estão presentes nos autossomas e os indivíduos afetados tem duas cópias do gene mutante. Ex: Fibrose Cística.
• Autossômicas Dominantes - os genes também estão nos autossomas, mas basta uma cópia do gene mutante para causar a doença. Ex: Doença de Huntington.
• Ligadas ao Cromossomo X - os genes agem como mutações dominantes no sexo masculino. Ex: Distrofia muscular de Duchenne.
• Poligênicas ou Multifatoriais- resultam de mutações em genes diferentes ou surgem da interação de fatores ambientais com múltiplos genes. Ex: Doenças cardíacas coronárias, câncer e esquizofrenia.

Aconselhamento Genético

O DNA

O DNA (ácido desoxirribonucléico) é a parte mais importante de cada célula. Ele contém informações vitais que passam de uma geração à outra. O DNA coordena sua fabricação, assim como a de outros componentes das células, como as proteínas. Pequenas alterações do DNA podem ter conseqüências graves, e a sua destruição leva à morte celular.

Mudanças no DNA das células em organismos multicelulares produzem variações nas características da espécie. Durante muito tempo, a seleção natural age sobre essas variações para desenvolver ou mudar a espécie. A presença ou ausência da evidência de DNA em uma cena de crime poderia significar a diferença entre uma sentença de culpa ou absolvição. O DNA é tão importante que o governo dos Estados Unidos gastou muito para mapear a sequência de DNA no genoma humano na esperança de compreender e descobrir curas para muitas doenças genéticas. Finalmente, do DNA de uma célula, podemos clonar um animal, uma planta ou, quem sabe no futuro, até um ser humano.

Mas o que é DNA? Onde é encontrado? O que o torna tão especial? Como ele funciona? Nesse artigo, trataremos em detalhe da estrutura do DNA e explicaremos como ele se compõe e como determina todas as suas características. Primeiro, vamos analisar como o DNA foi descoberto.

O DNA é um ácido nucléico. Os ácidos nucléicos foram originalmente descobertos em 1868 por Friedrich Meischer, um biólogo suíço, que isolou o DNA das células do pus em bandagens. Embora Meischer suspeitasse que os ácidos nucléicos pudessem conter informações genéticas, ele não tinha como confirmar sua idéia.

Em 1943, Oswald Avery e seus colegas na Rockefeller University, mostraram que alterações no DNA de uma bactéria como o Streptococcus pneumoniae poderia transformar bactérias não infecciosas em infecciosas. Esses resultados indicaram que o DNA era a parte da célula que guardava as informações sobre suas características. O papel das informações do DNA foi melhor estudado em 1952, quando Alfred Hershey e Martha Chase demonstraram que para produzir novos vírus, um vírus bacteriófago injetou DNA, não proteína, na célula hospedeira.

Então, os cientistas criaram a teoria sobre o papel informativo do DNA, mas ninguém sabia como essas informações eram codificadas e transmitidas. Muitos cientistas achavam que a estrutura da molécula era importante para esse processo. Em 1953, James D. Watson e Francis Crick desvendaram a estrutura do DNA na Cambridge University. A história foi descrita no livro de James Watson "A dupla espiral" e levada às telas no filme "The Race for the Double Helix". Basicamente, Watson e Crick usaram as técnicas e os dados de modelagem molecular de outros pesquisadores (incluindo Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Erwin Chargaff e Linus Pauling) para decifrar a estrutura do DNA. Watson, Crick e Wilkins receberam o Prêmio Nobel de Medicina pela descoberta da estrutura do DNA (Franklin, que foi a colaboradora de Wilkins e forneceu uma peça chave dos dados que revelou sua estrutura a Watson e Crick, faleceu antes de o prêmio ser entregue).

A seguir, falaremos da estrutura do DNA.

DNA de animal X DNA de planta O DNA de todos os organismos vivos possui a mesma estrutura e código, embora alguns vírus utilizem o RNA como o portador de informações, em vez do DNA. A maioria dos animais possui duas cópias de cada cromossomo. As plantas, ao contrário, podem ter mais de duas cópias de vários cromossomos, o que geralmente é resultado de erros na distribuição dos cromossomos durante a reprodução celular. Nos animais, esse tipo de erro normalmente provoca doenças genéticas geralmente fatais. Por algumas razões desconhecidas, esse tipo de erro não é tão devastador nas plantas.

Estrutura do DNA

Mutações gênicas

As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a acção de enzimas importantes no metabolismo. Alteram a sequência de nucleótidos de um gene (alteram uma ou mais bases do DNA), o que afectará a leitura durante a replicação ou durante a transcrição. Constitui-se assim um alelo, uma nova versão, do gene alterado. As mutações distinguem-se das aberrações por serem alterações a nível de ponto, envolvendo a eliminação ou substituição de um ou poucos nucleotídeos da fita de DNA.

CONCEITO

Mutações gênicas são mudanças repentinas que ocorrem nos genes, ou seja, é o processo pelo qual um gene sofre uma mudança estrutural. As mutações distinguem-se das aberrações por serem alterações a nível de ponto, envolvendo a eliminação ou substituição de um ou poucos nucleotídeos da fita de DNA.