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Origem da variabilidade genética
Biologia evolutiva
Sergio Russo Matioli Departamento de Genética e Biologia Evolutiva Instituto de Biociências Universidade de São Paulo
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Conceitos de Bioquímica básica
Ligação peptídica
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Conceitos de Bioquímica básica
Ligação fosfodiéster
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Friedrich Miescher (1844-1895)
Biólogo suíço, isolou, em 1869, vários compostos químicos ricos em fósforo de núcleos de células brancas do sangue (obtidas de pus), que ele denominou como nucleína.
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Biólogo alemão, propôs, pouco após a redescoberta das leis de Mendel, conjuntamente com Walter Sutton, a teoria cromossômica da herança, na qual os fatores responsáveis pela hereditariedade estariam localizados nos cromossomos.
Theodor Boveri (1862-1915)
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Médico inglês, ficou conhecido por caracterizar, em 1928 o “princípio transformante”, mostrando que o material genético constituia-se em uma substância química encontrada nas células mesmo que não vivas.
Frederick Griffith (1879-1928)
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O experimento de Frederick Griffith
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Médico canadense, juntamente com os americanos Colin MacLeod e Maclyn McCarty, demonstrou que o DNA é o material genético em 1944.
Oswald Theodore Avery (1877-1955)
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O experimento de Avery, MacLeod e
MacCarthy (1944)
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Hershey, Alfred D. and Chase, Martha (1952) Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. J Gen Physiol. 1:39-56.
O experimento de Hershey e Chase
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Erwin Chargaff (1905-2002)
Bioquímico austríaco que emigrou para os E.U.A. durante o período nazista. Formulou as regras: %A=%T e %C=%G, importante para se desvendar a estrutura do DNA.
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Estrutura do DNA
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Rosalind Franklin (1920-1958)
Biofísica inglesa, foi pioneira no uso da
difração de Raios-X em biomoléculas.
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Zoólogo americano e físico inglês, propuseram um modelo de estrutura do DNA baseados em difração de Raios X de cristais da molécula obtidos por R. Fanklin. Receberam o prêmio Nobel de 1963 por isso, Franklin já havia falecido.
James Dewey Watson (1928-)�Francis Harry Compton Crick (1916-2004)
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Interpretação estrutural da difração
de Raios X por cristais de DNA
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Estrutura antiparalela do DNA
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Estrutura do DNA: dimensões
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Estrutura do DNA:bases púricas e pirimídicas
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Estrutura do DNA: pontes de hidrogênio
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Estrutura do DNA: sulcos
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Código genético
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O Dogma central da Biologia molecular
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Código genético
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Replicação do DNA
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Replicação do DNA
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Replicação do DNA circular
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Replicação do DNA circular
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Enzimas da replicação do DNA
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Filmes de animação mostrando a replicação do DNA Ver em:
https://youtu.be/TNKWgcFPHqw
https://www.dnalc.org/resources/3d/04-mechanism-of-replication-advanced.html
Filmes de replicação do DNA
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Mutação e recombinação
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Hermann Müller, em 1943, recebe o prêmio Nobel por seus trabalhos com radiações ionizantes provocando mutações gênicas
Mutações
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Tautômeros de bases nitrogenadas
Mutações espontâneas
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Mutações espontâneas
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Radicais livres
Origem: oxidação intracelular, radiações ionizantesEfeito: alterações várias da estrutura do DNA
Mutações espontâneas
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Tipos de mutação Transições: mesmo
tipo de base
Transversões: tipo de base diferente
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Tipos de mutação (quanto ao efeito)
Sinônimas: mesmo aminoácido
(sem troca de sentido) Não sinônimas:
aminoácido diferente (com troca de sentido,
missense)
CCU
prolina
CAU
histidina
GGU
glicina
GGA
glicina
Sem sentido: aminoácido -> parada
(“nonsense”)
GGA
glicina
UGA
Parada
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Mutações e evolução
As mutações surgem por causa das mudanças ambientais ou ocorrem independentemente delas?
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Mutações e evolução Experimento: Se colocarmos bactérias que são sensíveis a um determinado antibiótico em um meio de cultura com antibiótico, algumas colônias crescerão:
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Mutações e evolução
Experimento do “carimbo de veludo” (Lederberg e Lederberg, 1952)
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Mutações e evolução
Vídeo
Vídeo com evolução em tempo real por mutações:
https://youtu.be/plVk4NVIUh8
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Alterações estruturais