Sumário

1 A Revolução Genética

 

1.1 O surgimento da genética

Gregor Mendel | Um monge no jardim

Redescoberta de Mendel

Dogma central da biologia molecular

 

1.2 Após decifrar o código

Organismos-modelo

Ferramentas para a análise genética

 

1.3 Genética atual

Da genética clássica à genômica médica

Investigação da mutação e do risco de doença

Quando os pés de arroz ficam um pouco molhados

Evolução recente em humanos

 

2 Herança Monogênica

 

2.1 Padrões de herança monogênica

Experimentos pioneiros de Mendel

Lei de Mendel da segregação igual

 

2.2 Base cromossômica dos padrões de herança monogênica

Herança monogênica em diploides

Herança monogênica em haploides

 

2.3 Base molecular dos padrões de herança mendeliana

Diferenças estruturais entre os alelos no nível molecular

Aspectos moleculares da transmissão dos genes

Alelos no nível molecular

2.4 Alguns genes descobertos por meio da observação das

proporções de segregação

Um gene ativo no desenvolvimento da cor da flor

Um gene para o desenvolvimento das asas

Um gene para a ramificação das hifas

Previsão das proporções na progênie ou dos genótipos parentais por meio da

aplicação dos princípios da herança monogênica

 

2.5 Padrões de herança monogênica ligada ao sexo

Cromossomos sexuais

Padrões de herança ligada ao sexo

Herança ligada ao X

 

2.6 Análise de heredogramas humanos

Distúrbios autossômicos recessivos

Distúrbios autossômicos dominantes

Polimorfismos autossômicos

Distúrbios recessivos ligados ao X

Distúrbios dominantes ligados ao X

Herança ligada ao Y

Cálculo de riscos na análise de heredogramas

 

3 Segregação Independente de Genes

 

3.1 Lei de Mendel de segregação independente

 

3.2 A segregação independente

Previsão das proporções da progênie

Utilização do teste do qui-quadrado em proporções mono-híbridas e di-híbridas

Síntese de linhagens puras

Vigor híbrido

 

3.3 Base cromossômica da segregação independente

Distribuição independente em organismos diploides

Segregação independente em organismos haploides

Segregação independente de combinações de genes autossômicos e ligados ao X

Recombinação

 

3.4 Herança poligênica

 

3.5 Genes de organelas | Herança independente do núcleo

Padrões de herança em organelas

Segregação citoplasmática

Mutações citoplasmáticas em humanos

mtDNA em estudos evolutivos

 

4 Mapeamento de Cromossomos Eucarióticos por

Recombinação

 

4.1 Diagnóstico de ligação

Utilização da frequência de recombinantes para reconhecer ligação

Como os crossovers produzem recombinantes de genes ligados

Simbolismo e terminologia de ligação

Evidências de que o crossing over é um processo de quebra e reunião

Evidências de que o crossing over ocorre no estágio de quatro cromátides

Crossovers múltiplos podem incluir mais de duas cromátides

 

4.2 Mapeamento por frequência de recombinantes

Unidades de mapa

Cruzamento-teste de três pontos

Dedução da ordem dos genes por inspeção

Interferência

Utilização de proporções como diagnóstico

 

4.3 Mapeamento com marcadores moleculares

Polimorfismos de nucleotídio único

Polimorfismos de comprimento de sequência simples

Análise de recombinação com a utilização de marcadores moleculares

 

4.4 Mapeamento de centrômeros com tétrades lineares

 

4.5 Utilização do teste do qui-quadrado para inferir ligação

4.6 Cômputo de crossovers múltiplos não visualizados

Função de mapeamento

Fórmula de Perkins

 

4.7 Utilização de mapas com base em recombinação em conjunto

com mapas físicos

 

4.8 Mecanismo molecular de crossover

 

5 A Genética das Bactérias e Seus Vírus

 

5.1 Trabalho com microrganismos

 

5.2 Conjugação bacteriana

Descoberta da conjugação

Descoberta do fator de fertilidade (F)

Linhagens Hfr

Mapeamento de cromossomos bacterianos

Plasmídios F carreadores de fragmentos genômicos

Plasmídios R

 

5.3 Transformação bacteriana

Natureza da transformação

Mapeamento cromossômico com a utilização de transformação

 

5.4 Genética de bacteriófagos

Infecção de bactérias por fagos

Mapeamento de cromossomos de fagos por meio da utilização de cruzamentos de

fagos

 

5.5 Transdução

Descoberta da transdução

Transdução generalizada

Transdução especializada

Mecanismo de transdução especializada

5.6 Comparação de mapas físicos e mapas de ligação

 

6 Interação Gênica,

 

6.1 Interações de alelos de um único gene | Variações de

dominância

Dominância completa e recessividade

Dominância incompleta

Codominância

Alelos letais recessivos

 

6.2 Interação dos genes nas vias

Vias bioquímicas de síntese em Neurospora

Interação gênica em outros tipos de vias bioquímicas

 

6.3 Inferência das interações gênicas

Segregação de mutantes com a utilização do teste de complementação

Análise de mutantes duplos de mutações aleatórias

 

6.4 Penetrância e expressividade

 

7 DNA | Estrutura e Replicação

 

7.1 DNA | O material genético

Descoberta da transformação

Experimento de Hershey-Chase

 

7.2 Estrutura do DNA

Estrutura do DNA antes de Watson e Crick

Dupla-hélice

 

7.3 Replicação semiconservativa

Experimento de Meselson-Stahl

Forquilha de replicação

DNA polimerases

7.4 Visão geral da replicação do DNA

 

7.5 Replissomo | Uma máquina de replicação notável

Deselicoidização da dupla-hélice

Montagem do replissomo | Início da replicação

 

7.6 Replicação em organismos eucariotos

Origens da replicação eucariótica

Replicação do DNA e ciclo celular de levedura

Origens de replicação em eucariotos superiores

 

7.7 Telômeros e telomerase | Término da replicação

 

8 RNA | Transcrição e Processamento

 

8.1 RNA

Experimentos iniciais sugerem um RNA intermediário

Propriedades do RNA

Classes de RNA

 

8.2 Transcrição

Visão geral | O DNA como modelo da transcrição

Estágios da transcrição

 

8.3 Transcrição em eucariotos

Iniciação da transcrição em eucariotos

Alongamento, término e processamento de pré-mRNA em eucariotos

 

8.4 Remoção de íntrons e recomposição de éxons

Pequenos RNA nucleares (snRNA) | O mecanismo de recomposição de éxons

Autorrecomposição de íntrons e o mundo do RNA

 

8.5 Pequenos RNA funcionais que regulam e protegem o genoma

eucariótico

Os miRNA são importantes reguladores da expressão gênica

Os siRNA asseguram a estabilidade do genoma

Mecanismos semelhantes geram siRNA e miRNA

 

9 Proteínas e sua Síntese

 

9.1 Estrutura proteica

 

9.2 Código genético

Códigos sobrepostos versus não sobrepostos

Número de letras no códon

Utilização de supressores para demonstrar um código triplo

Degeneração do código genético

Como decifrar o código

Códons de parada

 

9.3 tRNA | O adaptador

Tradução do códon pelo tRNA

Novamente a degeneração

 

9.4 Ribossomos

Características do ribossomo

Iniciação, alongamento e término da tradução

Mutações supressoras sem sentido

 

9.5 Proteoma

A recomposição alternativa gera isoformas de proteínas

Eventos pós-tradução

 

10 Isolamento e Manipulação de Genes

 

10.1 Visão geral | Isolamento e amplificação de fragmentos

específicos de DNA

 

10.2 Produção de moléculas de DNA recombinante

O DNA genômico pode ser cortado antes da clonagem

A reação da cadeia de polimerase amplifica regiões selecionadas do DNA in vitro

Cópias do DNA podem ser sintetizadas a partir de mRNA

Ligação do DNA doador e do vetor

Amplificação do DNA doador em uma célula bacteriana

Construção de bibliotecas genômicas e de cDNA

 

10.3 Utilização de sondas moleculares para encontrar e analisar um

clone de interesse específico

Detecção de clones específicos com a utilização de sondas

Detecção de clones específicos por complementação funcional

Análise de DNA por Southern e Northern blot

 

10.4 Determinação da sequência de bases de um segmento de

DNA

 

10.5 Alinhamento genético e mapas físicos para isolar genes

específicos

Utilização de clonagem posicional para identificar o gene de uma doença humana

Utilização do mapeamento fino para identificar genes

 

10.6 Engenharia genética

Engenharia genética em Saccharomyces cerevisiae

Engenharia genética em plantas

Engenharia genética em animais

 

11 Regulação da Expressão Gênica em Bactérias e seus

Vírus

 

11.1 Regulação gênica

Base da regulação da transcrição procariótica | Interruptores genéticos

Primeira observação do circuito regulador lac

 

11.2 Descoberta do sistema lac | Controle negativo

Genes controlados juntos

Evidências genéticas do operador e do repressor

Evidências genéticas em relação à alosteria

Análise genética do promotor lac

Caracterização molecular do repressor Lac e do operador lac

 

11.3 Repressão catabólica do óperon lac | Controle positivo

Base da repressão catabólica de lac | Escolha do melhor açúcar a ser metabolizado

Estrutura dos sítios-alvo no DNA

Resumo do óperon lac

 

11.4 Duplo controle positivo e negativo | Óperon da arabinose

 

11.5 Vias metabólicas e níveis adicionais de regulação | Atenuação

 

11.6 Ciclos de vida de bacteriófagos | Mais reguladores, óperons

complexos

Anatomia molecular do interruptor genético

Ligação sequência-específica de proteínas reguladoras ao DNA

 

11.7 Fatores sigma alternativos regulam grandes conjuntos de

genes

 

12 Regulação da Expressão Gênica em Eucariotos

 

12.1 Regulação da transcrição em eucariotos | Visão geral

 

12.2 Lições das leveduras | Sistema GAL

Gal4 regula múltiplos genes por meio de sequências de ativação upstream

Proteína Gal4 apresenta domínios de ligação ao DNA e ativação separados

Atividade da Gal4 é regulada fisiologicamente

Funções da Gal4 na maior parte dos eucariotos

Ativadores recrutam o maquinário de transcrição

Controle do tipo reprodutivo de leveduras | Interações combinatórias

 

12.3 Cromatina dinâmica

Proteínas remodeladoras da cromatina e ativação gênica

Modificação das histonas

Metilação das histonas pode ativar ou reprimir a expressão gênica

Herança das modificações de histonas e estrutura da cromatina

Variantes de histonas

Metilação do DNA | Outra marca hereditária que influencia a estrutura da cromatina

 

12.4 Ativação de genes em um ambiente de cromatina

Acentuassomo de β-interferona

Isoladores de bloqueio de acentuador

 

12.5 Inativação a longo prazo de genes em um ambiente de

cromatina

Alteração do tipo reprodutivo e silenciamento gênico

Comparação da heterocromatina e da eucromatina

Variegação por efeito de posição em Drosophila revela vizinhanças genômicas

Análise genética de PEV revela proteínas necessárias para a formação de

heterocromatina

 

12.6 Silenciamento gênero-específico de genes e cromossomos

inteiros

Imprinting genômico explica alguns padrões de herança incomuns

Mas o que dizer sobre Dolly e outros mamíferos clonados?

Silenciamento de um cromossomo inteiro | Inativação do cromossomo X

 

12.7 Repressão gênica pós-transcricional pelos miRNA

 

13 Controle Genético do Desenvolvimento

 

13.1 Abordagem genética do desenvolvimento

Análise mutacional do desenvolvimento inicial de Drosophila

Utilização do conhecimento de um organismo-modelo para acelerar a descoberta de

genes de desenvolvimento em outros organismos

 

13.2 Toolkit genética para o desenvolvimento de Drosophila

Classificação dos genes pela função no desenvolvimento

Genes homeóticos e identidade segmentar

Organização e expressão dos genes Hox

Homeoboxe

Grupos de genes Hox controlam o desenvolvimento na maior parte dos animais

13.3 Definição da toolkit inteira

Eixos anteroposterior e dorsoventral

Expressão dos genes toolkit

 

13.4 Regulação espacial da expressão gênica no desenvolvimento

Gradientes maternos e ativação gênica

Desenho das listras | Integração dos estímulos das proteínas gap

Diferenciação dos segmentos | Integração dos estímulos de Hox

 

13.5 Regulação pós-transcricional da expressão gênica no

desenvolvimento

Recomposição do RNA e determinação do sexo em Drosophila

Regulação da tradução do mRNA e linhagem celular em C. elegans

Controle da tradução no embrião inicial

O nematódeo Caenorhabditis elegans como um modelo para decisões do destino de

linhagens celulares

Controle da cronologia do desenvolvimento por miRNA em C. elegans e outras

espécies

 

13.6 De moscas a dedos, penas e placas do assoalho | Os muitos

papéis dos genes toolkit

 

13.7 Desenvolvimento e doença

Polidactilia

Holoprosencefalia

Câncer como uma doença do desenvolvimento

 

14 Genomas e Genômica

 

14.1 Revolução genômica

 

14.2 Obtenção da sequência de um genoma

Transformação das leituras de sequências em uma sequência montada

Sequenciamento do genoma inteiro

WGS tradicional

Sequenciamento shotgun de última geração do genoma inteiro

Montagem da sequência do genoma inteiro

 

14.3 Bioinformática | Significado da sequência genômica

Natureza do conteúdo da informação do DNA

Dedução dos genes codificadores de proteínas a partir da sequência genômica

 

14.4 Estrutura do genoma humano

Elementos funcionais não codificadores no genoma

 

14.5 Genômica comparativa de seres humanos com outras

espécies

Inferência filogenética

Camundongos e humanos

Genômica comparativa de chimpanzés e seres humanos

 

14.6 Genômica comparativa e medicina de seres humanos

Exoma e genômica personalizada

Genômica comparativa de E. coli não patogênica e patogênica

 

14.7 Genômica funcional e genética reversa

“Omas”

Genética reversa

 

15 Genoma Dinâmico | Elementos de Transposição

 

15.1 Descoberta dos elementos de transposição no milho

Experimentos de McClintock | O elemento Ds

Elementos autônomos e não autônomos

Elementos de transposição | Apenas no milho?

 

15.2 Elementos de transposição em procariotos

Sequências de inserção bacteriana

Transpósons procarióticos

Mecanismo de transposição

 

15.3 Elementos de transposição em eucariotos

Classe 1 | Retrotranspósons

Classe 2 | Transpósons de DNA

Utilidade dos transpósons de DNA para a descoberta de genes

 

15.4 O genoma dinâmico | Mais elementos de transposição do que

jamais se imaginou

Grandes genomas são predominantemente elementos de transposição

Elementos de transposição no genoma humano

As gramíneas | Retrotranspósons LTR desenvolvem-se em grandes genomas

Abrigos seguros

 

15.5 Regulação epigenética de elementos de transposição pelo

hospedeiro

Vigilância do genoma em animais e bactérias

 

16 Mutação, Reparo e Recombinação

 

16.1 Consequências fenotípicas das mutações no DNA

Tipos de mutação de ponto

Consequências moleculares das mutações de ponto em uma região codificadora

Consequências moleculares das mutações de ponto em uma região não codificadora

 

16.2 Base molecular das mutações espontâneas

Teste de flutuação de Luria e Delbrück

Mecanismos de mutações espontâneas

Mutações espontâneas em seres humanos | Doenças por repetições de

trinucleotídios

 

16.3 Base molecular das mutações induzidas

Mecanismos de mutagênese

Teste de Ames | Avaliação de mutágenos em nosso ambiente

 

16.4 Mecanismos biológicos de reparo

Reversão direta de DNA danificado

Reparo por excisão de base

Reparo por excisão de nucleotídio

Reparo pós-replicação | Reparo de malpareamento

Reparo propenso a erro | Síntese de DNA translesão

Reparo de quebras bifilamentares

Envolvimento do reparo DSB na recombinação meiótica

 

16.5 Câncer | Uma importante consequência fenotípica da mutação

Como as células cancerosas diferem das células normais

Mutações em células cancerosas

 

17 Alterações Cromossômicas em Grande Escala

 

17.1 Alterações no número de cromossomos

Euploidia aberrante

Aneuploidia

Conceito de balanço gênico

 

17.2 Alterações na estrutura dos cromossomos

Deleções

Duplicações

Inversões

Translocações recíprocas

Translocações robertsonianas

Aplicações de inversões e translocações

Rearranjos e câncer

Identificação de mutações cromossômicas pela genômica

 

17.3 Incidência geral de mutações cromossômicas humanas

 

18 Genética de Populações

 

18.1 Detecção da variação genética

Polimorfismos de nucleotídio único

Microssatélites

Haplótipos

Outras fontes e outros tipos de variação

Projeto HapMap

18.2 Conceito de pool gênico e lei de Hardy-Weinberg

 

18.3 Sistemas de acasalamento

Cruzamento preferencial

Isolamento pela distância

Endocruzamento

Coeficiente de endocruzamento

Tamanho da população e endocruzamento

 

18.4 Variação genética e sua medida

 

18.5 Modulação da variação genética

Novos alelos na população | Mutação e migração

Recombinação e desequilíbrio de ligação

Deriva genética e tamanho da população

Seleção

Tipos de seleção

Equilíbrio entre mutação e deriva

Equilíbrio entre mutação e seleção

 

18.6 Aplicações biológicas e sociais

Genética da conservação

Cálculo dos riscos de doenças

DNA forense

Procura no Google por seus parceiros de DNA

 

19 Herança de Traços Complexos

 

19.1 Medida da variação quantitativa

Tipos de traço e herança

Média

Variância

Distribuição normal

 

19.2 Modelo genético simples para os traços quantitativos

Desvios genéticos e ambientais

Variâncias genética e ambiental

Correlação entre variáveis

 

19.3 Herdabilidade no sentido amplo | Natureza versus criação

Medida da herdabilidade em seres humanos a partir de estudos com gêmeos

 

19.4 Herdabilidade no sentido restrito | Previsão dos fenótipos

Ação gênica e transmissão de variação genética

Efeitos aditivos e da dominância

Modelo com aditividade e dominância

Herdabilidade no sentido restrito

Previsão dos fenótipos da descendência

Seleção de traços complexos

 

19.5 Mapeamento de QTL em populações com heredogramas

conhecidos

Método básico

Do QTL ao gene

 

19.6 Mapeamento de associação em populações de cruzamento

aleatório

Método básico

GWA, genes, doença e herdabilidade

 

20 Evolução de Genes e Traços

 

20.1 Evolução por seleção natural

 

20.2 Seleção natural em ação | Caso exemplar

Vantagem seletiva de HbS

Origens moleculares de HbS

 

20.3 Evolução molecular | Teoria neutra

Desenvolvimento da teoria neutra

Taxa de substituições neutras

Assinatura da seleção purificadora no DNA

20.4 Seleção cumulativa e vias de múltiplas etapas até a alteração

funcional

Vias de múltiplas etapas na evolução

Assinatura de seleção positiva nas sequências de DNA

 

20.5 Evolução morfológica

Alterações adaptativas em uma proteína reguladora de pigmento

Inativação gênica

Evolução de sequência reguladora

Perda de características por meio da evolução de sequências reguladoras

Evolução reguladora em seres humanos

 

20.6 Origem de novos genes e funções proteicas

Expansão do número de genes

Destino de genes duplicados

 

Guia Resumido de Organismos-modelo

Apêndice A: Nomenclatura genética

Apêndice B: Recursos de bioinformática para genética e genômica

Glossário

Respostas dos Problemas Selecionados

 

OceanofPDF.com

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