Conceitos Fundamentais de Genética

Mutação - Alteração herdável na sequência de nucleotídeos do material genético, levando a uma mudança no fenótipo.

Classificação Geral:

• Mutação Cromossômica: Modifica e altera o número e a estrutura do cromossomo.
• Mutação Gênica: Alteração na sequência de bases do DNA, formando alelos mutantes, ou alteração na sequência de bases do RNA, alterando as proteínas responsáveis pelo aparecimento de novos fenótipos. Um alelo de um gene muda, torna-se um alelo diferente, por substituição, adição ou deleção.

Expressão Gênica: Processo em que a informação codificada por um gene é decodificada em uma proteína.

Regulação da Expressão Gênica:

• Procariotos: Promotor + Codificante + Terminadora (Operon)
• Eucariotos: Promotor + Região Codificadora (Éxons e Íntrons) + Sítio de Poli-A = DNA

A regulação em eucariotos necessita de proteínas de regulação gênica e de fatores gerais de transcrição. O RNA polimerase acentua ou reprime a transcrição.

Operon Lac: Sequência de DNA necessária para a produção de enzimas (responsáveis pelo metabolismo da lactose). Partes: Operador (O) - segmento de DNA que liga a proteína repressora (bloqueia a transcrição); Promotor (P) - segmento de DNA reconhecido pelo RNA polimerase que promove a transcrição; Genes Estruturais (Z, Y, A) - codificam polipeptídeos.

• Repressão (lactose ausente): Proteína repressora liga-se ao DNA e impede a ligação com o RNA polimerase - não há transcrição.
• Ativação (lactose presente): Proteína repressora desliga-se do DNA e o RNA polimerase inicia a transcrição de Z, Y e A.

Genética do Câncer/Carcinogênese: Alterações genéticas levam ao surgimento de um clone de células com vantagens proliferativas sobre as demais.

• Neoplasma: Crescimento novo e anormal de células.
• Tumor: Massa de células com características diferentes.
• Maligno: Células invadem tecidos (metástase).

Diferenças entre células cancerosas e normais: Células cancerosas não param em G1, não precisam de sinal de crescimento, perdem a inibição por contato, expressam menos moléculas de adesão, movem-se e invadem tecidos, penetram em vasos sanguíneos, são resistentes à apoptose e desenvolvem vasos.

A mutação gênica desregula o ciclo celular = proliferação descontrolada, levando ao câncer.

• Proto-oncogenes: Promovem o crescimento sem mutação. Se mutados, tornam-se oncogenes (genes mutados que estimulam a proliferação celular anormal).
• Genes supressores de tumor: Inibem a ocorrência de divisão celular. Perdem a função em casos de câncer.
• Genes de reparo do DNA: Aumentam as mutações em genes celulares, causando instabilidade genômica.

Genética de Microrganismos:

Genética Bacteriana: Bactérias possuem material genético. Replicação e transmissão do DNA ocorrem na divisão celular. O DNA bacteriano se divide em: cromossomal (informação essencial) e extracromossomal - plasmídeos (informação não essencial e se autoduplicam), transposons (transferem DNA dentro da célula) e integrons (capturam genes de resistência). Os dois últimos não se autoduplicam.

Recombinação: Variabilidade por transferência de material genético. Ocorre por:

• Transformação: DNA captado por célula receptora. Células competentes têm sítios de superfície e membrana que permitem a passagem do DNA (ex.: Bacillus).
• Conjugação: Transferência de informações genéticas que requer contato entre as células. 1) União doador-receptor; 2) Preparação; 3) Transferência de DNA; 4) Formação de plasmídeo.
• Transdução: DNA bacteriano transferido entre células por um vírus bacteriófago.

Citogenética:

• Metacêntrico: Centrômero central.
• Submetacêntrico: Centrômero não central.
• Acrocêntrico: Centrômero próximo à extremidade.
• Telocêntrico: Centrômero terminal.

Cariótipo: Conjunto de cromossomos característico de uma espécie. Cromossomos são longas moléculas de DNA associadas com proteínas (histonas). Autossômicos são os cromossomos que são equivalentes nos indivíduos masculinos e femininos (22 pares). Sexuais são os cromossomos que diferem nos indivíduos masculinos e femininos (X/Y).

Mutações Cromossômicas: Modificações maiores, alterando os cromossomos (estruturais ou numéricas).

• Euploidia: Aumento ou diminuição do número de cromossomos. Monoploidia (n), diploidia (2n), triploidia (3n), poliploidia (+4n).
• Aneuploidia: Número anormal de cromossomos. Monossomia (2n-1), trissomia (2n+1), nulissomia (2n-2). A aneuploidia se origina da não disjunção na meiose ou mitose, quando não ocorre a separação da cópia do cromossomo.

Síndromes Cromossômicas: Síndrome de Down - trissomia do cromossomo 21 (47,XX,+21); Síndrome de Edwards - trissomia do cromossomo 18 (47,XX,+18); Síndrome de Klinefelter - trissomia do X (47,XXY); Síndrome de Patau - trissomia do cromossomo 13 (47,XX,+13); Síndrome de Jacobs - duplo Y (47,XYY); Síndrome de Turner - monossomia (45,X); Síndrome do Triplo X (47,XXX).