Genética
Básica
A Genética (grego gemnésis, geração) é o ramo da Biologia que estuda as leis da
hereditariedade, ou seja, o mecanismo de transmissão dos caracteres de uma
determinada espécie, de uma geração para outra.
O conhecimento de Genética nos
permite selecionar cruzamentos de animais ou de plantas de forma a obter, por
exemplo, variedades mais produtivas ou mais resistentes a pragas (artifícios desenvolvidos
pela biotecnologia), além de indicar
a probabilidade de um determinado casal ter filhos com certos problemas
hereditários.
| A utilização de alimentos transgênicos é uma das aplicações da genética. (Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQT8hwTlhXf1rP9W5xS_iPvXRgEfv93pHn3Y7agJBlyxhwVB1Ed) |
Origem da genética
A descoberta do método pelo qual age a hereditariedade aconteceu na segunda metade do século XIX, quando o monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884) realizou os primeiros experimentos que explicavam os mecanismos básicos da hereditariedade. Durante oito anos, Mendel trabalhou com cruzamentos de ervilhas-de-cheiro (Pisum sativum), tendo constatado que os caracteres estudados manifestavam-se na descendência segundo regras matemáticas formuladas por ele, atualmente conhecidas como as leis de Mendel. Seu trabalho foi desprezado pelo mundo científico de sua época e só foi reconhecido no início do século XX, quando outros cientistas realizaram pesquisas com plantas diversas, inclusive ervilhas, é que o trabalho de Mendel foi redescoberto e devidamente reconhecido.
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| O pai da genética, Gregor Mendel (1822-1884) e m seus experimentos com ervilhas. (Foto: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhBp7RL-S8ettWtcEWHV9s5Qg5TNVx0P8qu7rnRYM-EoE-4CP5y9gYprywLpX0HknGWQY1iOCVlSgzMpXA5SYpIjzbXq43zzMVs4b9h5Xzsv2tq5lIyhFywagootmwB9tVNMd_VqgtDiOo/s1600/Image215.gif) |
O que são genes?
Ao estudar os constituintes da matéria viva, vimos que as células são constituídas por substâncias inorgânicas (água e sais minerais) e orgânicas, sendo estas últimas, representadas pelos carboidratos, lipídios, proteínas, enzimas, vitaminas e ácidos nucleicos. Vimos também, que os ácidos nucleicos constituem-se nas maiores e mais complexas moléculas, formada por unidades menores, chamadas de nucleotídeos. Estas são moléculas orgânicas complexas formadas pela reunião de três compostos mais simples: um radical fosfato, uma pentose (açúcar) e uma base nitrogenada, como mostra a ilustração abaixo:
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Conformação química de um nucleotídeo. (Fonte: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgBpp-Ll5W61Rt_Lvh6WoR8OsAc2LCaB75cNjQGug8nKehiF1x2mJev5fSoFtvu4klqS971IHHX_g2ajddX46Kjw7kU2z8WfY5TIU-nD57dPkoySlbYXq5ZO-YBnAxK-B-mX37hYtOmbiA/s1600/acidos+nucleicos+DNA.jpg) |
Você pode está se perguntando agora: O que os ácidos
nucleicos têm a ver com os genes? Podemos dizer que “tudo”, pois o gene é definido como um “pedaço” de
DNA (Ácido Desoxirribonucleico, um tipo de ácido nucleico) capaz de determinar
a síntese de uma proteína, sendo que o tipo de proteína a ser formada depende
do código estabelecido pela sequência de bases que o gene (DNA) possui. Além
disso, os genes são estruturas presentes nos cromossomos do núcleo das células,
que condicionam os caracteres de uma determinada espécie, sendo estes, portanto,
chamados de caracteres hereditários.
Cada cromossomo pode abrigar inúmeros genes e o local do cromossomo onde cada
gene se situa é chamado de lócus gênico.
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| Como mostra a ilustração, o gene é um fragmento do DNA cromossômico. (Fonte: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgjpoG5npGcrGLCqo2Ekbz5PYm3ROBJB9a0jj3Jw9Mc-FgpOoh7P6-3MnrPn_ByvqJkDQfVW-c01cGWUwlTXlMaQAZHgVWb3doHwFWXzi3_vzL9Tg6gX-QMUkrT8ujBvfTwaF7UzK8PwdlS/s1600/gene.jpg) |
Falamos agora a pouco que a síntese de proteínas é
determinada pelo DNA. Mas, para que servem as proteínas? Por que o DNA tem o
papel de sintetizá-las?
As proteínas podem assumir diferentes papéis biológicos,
atuando, por exemplo, como enzimas (moléculas reguladoras das
reações celulares que determinam a manutenção de vida nas células e as
características do indivíduo). Deste modo, um determinado gene pode, por
exemplo, comandar a síntese de uma enzima que, por sua vez, condicionará a
produção de pigmentos relacionados com a coloração dos olhos. Logo, para cada
caráter (cor dos olhos, pigmentação da pele, tipo de sangue, altura do
indivíduo, etc.) existem genes e enzimas específicas, que condicionam a sua
manifestação ou aparecimento.
Um pouco de vocabulário de genética
Veja
abaixo alguns dos termos mais utilizados atualmente na Genética:
- Cromossomos – sequência linear de genes.
- Genes – unidades hereditárias localizadas no cromossomo.
- Cromossomos homólogos – apresentam os mesmos tipos de gene.
- Genes alelos – responsáveis pela determinação de um mesmo caráter.
- Lócus - local do cromossomo onde cada gene se situa.
- Genótipo – carga genética de um indivíduo.
- Fenótipo – características que se manifestam no indivíduo, sejam elas de ordem morfológica ou fisiológicas.
- Homozigoto – indivíduo portador de um único tipo de gene para uma determinada característica.
- Heterozigoto – indivíduo portador de dois tipos de genes para uma determinada característica.
- Gene dominante – é aquele que determina uma característica, mesmo quando em dose simples nos genótipo.
- Gene recessivo – é aquele que só se expressa quando em dose dupla, pois na presença de um dominante, ele se torna inativo.
Saiba mais...
- Animação: Organizando conceitos da genética;
- Animação: Genética é mais antiga do que imaginamos;
- Heredograma;
- Animação: Análise de Heredograma.
- “Jogo da memória: Onde está o gene?”;
- Estrutura do DNA em origami – Possibilidades didáticas;
- Jogo Perfil da genética ;
- Carga genética ;
- Jogo da queimada: uma prática para o ensino da genética;
- O baralho como ferramenta no ensino de genética;
- Show da Genética: Um jogo interativo para o ensino de Genética;
- Proposta de Atividade Dinâmica Como Ferramenta de Ensino da Estrutura de DNA .
Teste seus conhecimentos!
1. (ENEM 2011) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos ja ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porem foi apenas em 1952 um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de duvidas que o DNA e material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados as bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o comprimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.
1. (ENEM 2011) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos ja ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porem foi apenas em 1952 um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de duvidas que o DNA e material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados as bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o comprimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.
GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.
(A) a replicação do DNAa replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém sintetizada e o filamento parental é conservado.
(B) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recém-sintetizado e parentais em cada uma das fitas.
(C) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada.
(D) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental.
(E) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora.
2. (ENEM 2011) Em 1999, a geneticista Emma Whitelaw desenvolveu um experimento no qual ratas prenhes foram submetidas a um dieta rica em vitamina B12, ácido fólico e soja. Os filhotes dessas ratas, apesar de possuírem o gene para obesidade, não expressaram essa doença na fase adulta. A autora concluiu que a alimentação da mãe, durante a gestação, silenciou o gene da obesidade. Dez anos depois, as geneticistas Eva Jablonka e Gal Raz listaram 100 casos comprovados de traços adquiridos e transmitidos entre gerações de organismos, sustentando, assim, a epigenética, que estuda as mudanças na atividade dos genes que não envolvem alterações na sequência do DNA.
A reabilitação do herege. Época. no 610, 2010 (adaptado).
Alguns cânceres esporádicos representam exemplos de alteração epigenética, pois são ocasionados por:
(A) aneuploidia do cromossomo sexual X.
(B) polipoidia dos cromossomos autossômicos.
(C) mutação em genes autossômicos com expressão dominante.
(D) substituição no gene da cadeia beta da hemoglobina
(E) inativação de genes por meio de modificações nas bases nitrogenadas.
3. (ENEM 2013) Cinco casais alegavam ser os pais de um bebê. A confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de DNA. O resultado do teste está esquematizado na figura, em que cada casal apresenta um padrão com duas bandas de DNA (faixas, uma para o suposto pai e duas para a suposta mãe), comparadas a do bebê.
Gabarito
(B) polipoidia dos cromossomos autossômicos.
(C) mutação em genes autossômicos com expressão dominante.
(D) substituição no gene da cadeia beta da hemoglobina
(E) inativação de genes por meio de modificações nas bases nitrogenadas.
3. (ENEM 2013) Cinco casais alegavam ser os pais de um bebê. A confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de DNA. O resultado do teste está esquematizado na figura, em que cada casal apresenta um padrão com duas bandas de DNA (faixas, uma para o suposto pai e duas para a suposta mãe), comparadas a do bebê.
Que casal pode ser
considerado como pais biológicos do bebê?
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 5
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 5
1. C
2. E
3. C
3. C
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