Regulação do Material Genético

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Powerpoint sobre regulação do material genético - Biologia 12ºAno

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Regulação do Material Genético

  1. 1. Organização e regulação do material genético
  2. 2. Onde se encontra localizado o material genético? Nos Procariontes A E. Coli contém cerca de 4x 10 6 pares de bases que se encontram localizados num único cromossoma circular, que se encontra no citoplasma.
  3. 3. Onde se encontra localizado o material genético? Nos Eucariontes
  4. 4. Onde se encontra localizado o material genético? Nos Eucariontes, as moléculas de DNA organizam-se em diversas moléculas separadas, formando cromossomas lineares, constituindo o cariótipo.
  5. 5. . DNA extra nuclear • DNA mitocondral Os genes codificam essencialmente para proteínas associadas à obtenção de energia pela respiração • DNA cloroplastidial Os genes codificam essencialmente para proteínas associadas ao metabolismo fotossintético As mitocôndrias e os cloroplastos possuem diversos cromossomas circulares de reduzidas dimensões.
  6. 6. . DNA extra nuclear As mitocôndrias das células humanas possuem várias cópias de uma molécula de DNA com cerca de 37 genes O modo de transmissão desse genes é diferente do observado no material genético nuclear. O material genético contido nas mitocôndrias é transmitido à descendência apenas pelas mães. Não segue as leis de Mendel
  7. 7. . DNA extra nuclear A análise dos genes contidos no DNA mitocondrial e também no cromossoma Y, permite estudar linhagens maternas e paternas. Assim é possível seguir as pisadas da espécie humana ao longo do seu processo evolutivo Como aqui chegámos? De onde viemos? A National Geographic Society lançou um programa global de rastreio genético da humanidade, com o objectivo de compreender de onde veio e por onde passou a nossa espécie. Pensa-se que dentro de 5 anos se saberão os resultados. http://www.nationalgeographic.com/genographic
  8. 8. . Genoma É todo o conjunto do material genético que se encontra no interior de uma célula. Dimensões do genoma de alguns organismos QuickTime™ and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture. Se todo o DNA humano fosse alinhado,prefazia 600 vezes o trajecto entre a terra e o sol
  9. 9. . Organismos cujos genomas já foram sequenciados Drosophila melanogaster Saccharomyces cerevisae Arabidopsis thaliana E. coli C. elegans
  10. 10. . Projecto Genoma Humano (PGH) O Genoma humano é parecido com o do chimpazé em 98%. Entre duas pessoas o DNA difere em apenas 0,2%. Estima-se que pelo menos 223 dos nossos genes possam advir de bactérias. Mais de 95% do DNA não tem função conhecida. É classificado como “lixo”.
  11. 11. . Todas as células humanas contêm um genoma completo, com excepção dos glóbulos vermelhos e dos gâmetas. • As espécies apresentam um número variado de cromossomas. • O DNA do genoma humano está organizado em 23 pares de cromossomas.
  12. 12. , Os cromossomas contêm diferentes tipos de DNA Localização de diversos genes funcionais no cromossoma X • DNA codificante (genes funcionais) Pode ocorrer uma ou mais cópias • DNA repetitivo pode compor sequências com ou sem sentido, caso dos telómeros e centrómeros • DNA espaçador DNA “lixo” - todas as unidades que ainda não foram identificadas e sem função aparente.
  13. 13. , Os genes são muito importantes Mas são as proteínas que desempenham as mais importantes funções vitais da célula
  14. 14. , Regulação génica Como é que a partir de uma única célula - o zigoto se formam organismos multicelulares com células muito diferentes organizadas em tecidos? parte de uma célula nervosa 3 células musculares Células do sangue espermatozóides
  15. 15. , Regulação génica No interior da célula existe informação genética suficiente para todas as reacções metabólicas, crescimento e reprodução. Se não houvesse regulação dos genes, a célula produziria constantemente proteínas em elevadas quantidades. Nem todas as proteínas são necessárias em determinadas circunstâncias e nas mesmas quantidades.
  16. 16. , Regulação génica Nas células eucariotas, a regulação da expressão génica ocorre a diferentes níveis nas células.
  17. 17. , Regulação génica A cromatina e a regulação da expressão dos genes
  18. 18. , Regulação génica A grande maioria dos mecanismos de regulação ocorre ao nível da transcrição A região do DNA à qual se liga uma RNA polimerase para iniciar a transcrição tem o nome de promotor. Em procariontes, proteínas bloqueiam ou permitem o acesso da RNA polimerase ao promotor, tendo uma acção: – Repressora - bloqueia o promotor – Indutora - torna o promotor mais acessível Assim, regulam a produção de RNA mensageiro de acordo com as necessidades A maioria dos genes não é expressa, excepto quando é necessária.
  19. 19. , Regulação génica nos Procariontes 2 investigadores franceses François Jacob e Jacques Monod, trabalharam com a bactéria Escherichia coli (E. Coli) e estudaram: os genes envolvidos no metabolismo da lactose Operão lac e os genes envolvidos na síntese do triptofano Operão trp. Receberam o prémio Nobel em 1965. J. Monod F. Jacob
  20. 20. , Regulação génica nos Procariontes Se por exemplo bebermos um copo de leite, vai haver um súbito aumento de lactose. Em resposta a E. coli vai expressar 3 genes que codificam enzimas para absorver e digerir este açúcar. Quando desaparecer a lactose a bactéria deixa de produzir estas enzimas. Esta bactéria é capaz de adaptar a sua expressão dos genes às mudanças do meio. A Escherichia coli (E. coli ) bactéria que vive no intestino de muitos animais incluindo o humano. Possui 4288 genes que codificam para proteínas.
  21. 21. , Operão lac Operão É um segmento de DNA que contém um grupo de genes que são transcritos como uma unidade. É constituído por: Gene promotor - É onde se liga a enzima RNA- polimerase para iniciar a transcrição dos genes Gene operator É onde se liga o repressor. Funciona como um interruptor, para os genes estruturais liga e desliga 3 Genes estruturais – codificam a produção das 3 enzimas necessárias ao metabolismo da lactose Gene regulador – produz uma proteína – o repressor
  22. 22. , Operão lac O operão lac desligado (em“off”)
  23. 23. , Operão lac (lactose) O operão lac ligado (em “on”)
  24. 24. , Operão lac (lactose) Na presença de lactose, o operão funciona, produzindo-se enzimas que vão degradar este açúcar. mecanismo de tipo indutivo. A lactose liga-se ao repressor, inactivando-o Operão trp (triptofano) mecanismo de tipo repressivo. Na presença de triptofano, o operão não funciona, não se produzindo enzimas necessárias à síntese deste aminoácido. O triptofano liga-se ao repressor, activando-o
  25. 25. , Operão trp (Triptofano)

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