RCG1002 - Genética - Fisioterapia e Terapia Ocupacional - 2024

Sequenciamento de genoma completo (WGS) Uso de métodos de sequenciamento de alto rendimento para sequenciar o genoma completo de um indivíduo (menos o pequeno percentual que as atuais tecnologias não são capazes de sequencia

Fonte: livro Genetica Medica Thompson Thompson 

O sequenciamento didesóxi, ou sequenciamento de Sanger (nome do cientista que inventou o método), utiliza a DNA-polimerase com nucleotídeos terminadores de cadeia, chamados de didesoxirribonucleosídeos trifosfato (esquerda), para fazer cópias parciais do fragmento de DNA a ser sequenciado. Esses ddNTPs são derivados dos desoxirribonucleosídeos trifosfato normais que não têm o grupo hidroxila 3­. Quando incorporado em uma fita crescente de DNA, eles bloqueiam o alongamento daquela fita.

Fonte: livro Genetica Medica Thompson Thompson

Silenciador

Sequência de DNA que atua em cis (no mesmo cromossomo) para diminuir a transcrição de um gene próximo. O silenciador pode estar a montante ou a jusante do gene e pode estar na mesma orientação ou inversa (contraste com acentuador)

Um padrão característico de anomalias, que se presume ser causalmente relacionado

Fonte: livro Genetica Medica Thompson Thompson 

A tetraploidia é uma condição genética na qual as células de um organismo possuem quatro conjuntos completos de cromossomos, em vez dos dois conjuntos habituais (diploide). Isso resulta em um total de 92 cromossomos em humanos, por exemplo, em vez dos 46 cromossomos normais. A tetraploidia pode ocorrer devido a erros durante a divisão celular, levando a uma duplicação dos cromossomos.

Referência: 

Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. Section 8.3, Errors in Chromosome Segregation During Meiosis Can Alter Chromosome Number.

Imagem: Eakin GS, Behringer RR. Tetraploid development in the mouse. Dev Dyn. 2003 Dec;228(4):751-66. doi: 10.1002/dvdy.10363. PMID: 14648853.

A timina é uma das quatro bases nitrogenadas encontradas no DNA, juntamente com adenina, citosina e guanina. Ela é uma pirimidina que se emparelha especificamente com a adenina por meio de duas ligações de hidrogênio, formando assim a base A-T (adenina-timina) em uma molécula de DNA. A timina desempenha um papel fundamental na estruturação do DNA e na transmissão da informação genética.

Referência:

Berg JM, Tymoczko JL, Gatto GJ Jr, et al. Biochemistry. 8th edition. New York: W H Freeman; 2015. Section 25.1, The Structure and Function of DNA.

As topoisomerases são universais e estão presentes em eucariotos, arqueobactérias e eubactérias.As células humanas codificam 6 topoisomerases, enquanto as bactérias geralmente contêm apenas 4 topoisomerases e não possuem as enzimas do tipo IB. A onipresença das topoisomerases decorre da estrutura e do comprimento de dupla hélice (duplex) do DNA, que promovem o emaranhamento do DNA no núcleo compactado das células eucarióticas ou no nucleóide das bactérias. A abertura do DNA duplex e a separação de suas duas fitas durante a transcrição e replicação geram superenrolamento (tensão torcional) em ambos os lados do segmento aberto de DNA.

Referência:

Pommier Y. Drugging topoisomerases: lessons and challenges. ACS Chem Biol. 2013 Jan 18;8(1):82-95. doi: 10.1021/cb300648v. Epub 2013 Jan 4. PMID: 23259582; PMCID: PMC3549721.

A tradução genética é o processo pelo qual a informação contida no RNA mensageiro (mRNA) é utilizada para sintetizar proteínas específicas. Esse processo ocorre nos ribossomos, onde os aminoácidos são ligados em uma sequência específica de acordo com o código genético presente no mRNA. A tradução genética é essencial para a expressão gênica e a produção de proteínas funcionais no organismo.

Referências: 

Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Section 7.6, Translation: Synthesis of Protein on the Ribosome.

Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. Section 6.3, The Mechanism of Protein Synthesis.

Glossário sobre genoma humano, genoma nuclear, genoma mitocondrial e genoma quantitativo

  O rRNA é o principal constituinte dos ribossomos que são estruturas importantes para a síntese proteica. Existem diversos tipos, sendo três deles, 5,8S, 18S e 28S, codificados pelo gene 45S que se localiza no nucléolo, um aglomerado de macromoléculas localizado no núcleo; existe ainda o rRNA tipo 5S que não é produzido pelo nucléolo mas que migra até ele para se agregar aos demais. 

  Para a formação das subunidades ribossômicas, proteínas que foram sintetizadas no citoplasma passam pelos complexos poros-nucleares para se unirem ao rRNA; por fim, as subunidades (de 60S e 40S) migram para o citosol onde se unem e formam o ribossomo maduro de 80S. 

Texto 7 – Organização do Núcleo interfásico: 5. O nucléolo e o processamento do RNA ribossômico | e-Disciplinas. Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/mod/book/view.php?id=2433773&chapterid=19678>. 

Imagem da síntese de rRNA. , [s.d.]. Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/mod/book/view.php?id=2433773&chapterid=19678>. Acesso em: 7 maio. 2024

NUSSBAUM, R. Thompson & Thompson Genética Médica. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2008.

  É a molécula de RNA responsável por transportar os aminoácidos que estão livres no citoplasma até os ribossomos para que eles passem a compor a cadeia polipeptídica que está sendo sintetizada. Apresenta especificidade, ou seja um certo tRNA pode transportar apenas um tipo de aminoácido, isso se dá por ele apresentar um anticódon - sequência de três bases complementar a um códon específico do mRNA - em uma de suas extremidades; funcionando portanto como um elo entre os aminoácidos e os códons.

NUSSBAUM, R. Thompson & Thompson Genética Médica. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2008. 

tRNA. Disponível em: <https://labs.icb.ufmg.br/lbcd/grupo6/aminoacil.html>. 

Imagem do tRNA. , [s.d.]. Disponível em: <https://www.researchgate.net/figure/Basic-structure-and-function-of-tRNA-a-Cloverleaf-structure-of-tRNA-with_fig1_364972867>. Acesso em: 6 maio. 2024

  A segregação vem sendo estudada desde os princípios da genética, Gregor Mendel - considerado o pai dessa área - estudava ervilhas, seus fenótipos e seus cruzamentos, e, em certos momentos, seus resultados pararam de fazer sentido, foi quando ele desenvolveu as suas leis, sendo uma delas a Lei da Segregação Independente. 

  Ainda que os genes não tivessem sidos descobertos nesse período, Mendel conceitua os “caracteres hereditários” que (de acordo com a já citada lei) funcionam desta forma: cada progenitor tem dois caracteres e transmitirá apenas um para os seus descentes, qual caracter será transmitido é algo completamente aleatório, independente. 

A lei da variação independente (artigo). Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/mendelian-genetics-ap/a/the-law-of-independent-assortment>.  Acesso em: 7 maio. 2024.

Imagem da segregação das ervilhas . , [s.d.]. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/mendelian-genetics-ap/a/the-law-of-segregation>. Acesso em: 7 maio. 2024

  A seleção natural é um dos conceitos mais importantes dentro da biologia e foi teorizada por Charles Darwin juntamente de Alfred Russel Wallace; existem três tipos e a direcional é a mais comum dentro do processo evolutivo, ela consiste em quando um (e apenas um) do fenótipos extremos é favorecido, a consequência disso é que após um certo tempo, não haverá muita variação dentro daquela população, contanto que a configuração de fatores externos e internos aos organismos não mudem.

  Um exemplo dela são as mutações em bactérias que as tornam resistentes a antibióticos, em uma população que está dentro de uma pessoa que faz uso do medicamento, aquelas que não apresentam a mutação não sobrevivem, enquanto aquelas que apresentam a mutação acabam sobrevivendo, ou seja acabam sendo selecionadas pelo meio se tornando, portanto, predominantes. 

CAVALCANTE, Nayro Silva Noronha. Otimização topológica de treliças planas utilizando o método da seleção direcional progressiva. 2023. 128 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022

Imagem Darwin e Wallace . , [s.d.]. Disponível em: <http://www.ibamendes.com/2010/05/charles-darwin-alfred-wallace-e-selecao.html>. Acesso em: 7 maio. 2024

O fluxo gênico, também conhecido como "gene flow" em inglês, refere-se ao movimento de genes entre populações de uma mesma espécie. Esse processo é fundamental para a evolução das espécies, pois permite a transferência de material genético entre populações separadas geograficamente. O fluxo gênico pode ocorrer de várias formas, como migração de indivíduos reprodutivamente ativos, polinização cruzada em plantas, dispersão de sementes, entre outros mecanismos.

Referências:

1. Futuyma DJ. Evolution. 3rd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2013.
2. Hartl DL, Clark AG. Principles of Population Genetics. 4th edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2007.

é uma célula reprodutiva especializada que se funde com outra célula reprodutiva para formar um zigoto, que se desenvolve em um novo organismo. Os gametas são haploides, o que significa que contêm apenas metade do número de cromossomos de uma célula somática normal. Nos humanos, por exemplo, os gametas contêm 23 cromossomos, enquanto as células somáticas contêm 46 cromossomos.

Um gene é uma unidade fundamental da hereditariedade e da informação genética contida nos organismos vivos. Cada gene é composto por sequências específicas de nucleotídeos no DNA que codificam a produção de proteínas ou moléculas de RNA funcionais. Essas sequências de nucleotídeos determinam as características hereditárias dos organismos, influenciando o desenvolvimento, funcionamento e manutenção das células.

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002.
2. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000.

os genes Hox assumem o papel de maestros, orquestrando a formação dos segmentos corporais e estruturas complexas em diversos animais, desde moscas-das-frutas até humanos. Imagine-os como regentes habilidosos, conduzindo a sinfonia do desenvolvimento e moldando a anatomia única de cada ser vivo.

1. Lewis, E.B. (1978). "A gene complex controlling segmentation in Drosophila". Nature.
2. Mallo, M., & Alonso, C.R. (2013). "The regulation of Hox gene expression during animal development". Development.

A chamada dominância incompleta é aquela em que os alelos se expressam em heterozigose, no entanto, produzem fenótipo intermediário. 

Já os indivíduos que possuem alelos “Aa” têm coloração rosa, ou seja, nem como os dominantes e nem como os recessivos, um meio-termo. Indivíduos com dominância incompleta têm menos pigmento em comparação com os homozigotos dominantes. 

Referência bibliográfica: 

Genética Aplicada à Biotecnologia

Por CÉLIA APARECIDA MARQUES PIMENTA, JACQUELINE MIRANDA DE LIMA

O efeito aditivo na genética é um fenômeno em que múltiplos genes contribuem de maneira independente para um determinado traço fenotípico, resultando em uma variação contínua desse traço na população. Cada gene contribui de forma aditiva para o fenótipo observado, sem interação significativa entre eles.

Exemplo 1: Altura em humanos

A altura é um traço fenotípico complexo influenciado por múltiplos genes. Vários genes contribuem independentemente para determinar a altura de um indivíduo. Por exemplo, suponha que os genes A, B e C estejam envolvidos na determinação da altura, e cada gene tenha duas variantes: uma que contribui para a altura e outra que não. Se um indivíduo tiver as variantes "altura" dos três genes (AaBbCc), ele provavelmente será mais alto do que alguém com apenas uma ou nenhuma dessas variantes.

Exemplo 2: Produção de leite em vacas

A produção de leite em vacas é outro exemplo de um traço influenciado por múltiplos genes com efeito aditivo. Vários genes que regulam a produção de leite podem contribuir de forma cumulativa para a quantidade de leite produzida por uma vaca. Por exemplo, os genes D, E e F podem influenciar a produção de leite, e cada gene pode ter variantes que aumentam ou diminuem a produção. Uma vaca com as variantes "alta produção de leite" desses genes produzirá mais leite do que uma vaca com menos dessas variantes.

Em ambos os exemplos, é possível observar como múltiplos genes contribuem de forma independente e aditiva para o fenótipo observado, resultando em uma variação contínua dos traços na população.

Referência bibliográfica: Thompson & Thompson - Genética Médica

O efeito gargalo é uma redução drástica no tamanho da população. Ocorre quando o tamanho da população é reduzido por pelo menos uma geração. Em consequência do efeito gargalo, a variação genética é reduzida. 

O efeito gargalo pode ser causado por desastres naturais, predação, caça humana, perda de habitats, redução de migração, entre outros. Esses eventos podem aleatoriamente eliminar muitos membros da população, independentemente de seus genótipos.

Os sobreviventes iniciam uma nova população, na maioria das vezes, na mesma área ocupada pela população original. A diferença principal entre o efeito gargalo e efeito fundador é a existência de migrantes no efeito fundador.

Exemplo de Efeito Gargalo: Imagine uma população de elefantes africanos que, devido à caça furtiva intensa, foi reduzida a apenas alguns indivíduos. Durante esse evento de redução drástica da população, muitos genes foram perdidos, e a diversidade genética diminuiu significativamente. Como resultado, a população restante pode ser mais vulnerável a doenças, ter uma capacidade reduzida de se adaptar a mudanças ambientais e até mesmo apresentar características genéticas indesejáveis, como maior predisposição a certas doenças genéticas.

Durante esse processo, muita diversidade genética é perdida, resultando em uma população menor e menos variada do outro lado do gargalo. Esta ilustração representa a redução na diversidade genética e os potenciais problemas que podem surgir como resultado do efeito gargalo. 

Referência bibliográfica: Thompson & Thompson - Genética Médica

Exemplo 1: Promotores

Os promotores são elementos reguladores que ficam próximos ao início de um gene e são responsáveis por iniciar o processo de transcrição, no qual a informação contida no gene é copiada para uma molécula de RNA. Um exemplo é o promotor do gene da insulina, que é ativado em células pancreáticas quando há um aumento nos níveis de glicose no sangue, desencadeando a produção de insulina para regular o metabolismo da glicose.

Exemplo 2: Enhancers

Os enhancers são elementos reguladores que podem estar localizados a distâncias consideráveis do gene que controlam e aumentam a taxa de transcrição do gene quando se ligam a proteínas ativadoras específicas. Por exemplo, no desenvolvimento embrionário, os enhancers podem regular a expressão de genes responsáveis pela formação de estruturas anatômicas complexas. Um enhancer específico pode ativar genes necessários para o desenvolvimento de membros em um estágio particular do desenvolvimento.

Exemplo 3: Silenciadores

Os silenciadores são elementos reguladores que inibem a transcrição do gene quando se ligam a proteínas repressoras. Eles são importantes para controlar a expressão gênica em diferentes tecidos e estágios de desenvolvimento. Por exemplo, silenciadores podem desligar genes envolvidos no desenvolvimento de tecidos específicos que não são necessários em um estágio particular do desenvolvimento ou em um tecido específico.

Referência bibliográfica: Thompson & Thompson - Genética Médica