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Prof. Leonardo Augusto Becker
Bioenergética
Aula 3
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Variabilidade genética
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A variabilidade genética: ganho ou perda de 
cromossomos e por meio de pequenas e 
grandes variantes
Variantes de pequena escala causam um 
efeito maior
Diferentes genomas em um grande grupo, 
verifica-se pouca diferença, pois as 
mudanças no nucleotídeo são raras
Variabilidade genética
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Polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) -
dados a nível internacional
Apresentam duas formas alternativas de 
alelos “A e G” 
Alelos com alta frequência apresentam um 
efeito fenotípico (seleção natural de 
eliminação, caso seja danoso)
Variabilidade genética
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Heterozigoto pode produzir poliformismo, 
mesmo o alelo sendo danoso (fato ocorre quando 
é assintomático em condição deletéria recessiva)
Raramente, três alelos A, G ou C, ou então dois 
SNP adjacentes
Os polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) 
podem afetar o nucleotídeo
Efeito relativamente raro
Variabilidade genética
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O genoma é dividido em duas partes; nuclear 
fornece a maioria da informação genética, 
dividido em 23 ou 24 diferentes moléculas de 
DNA
Genoma mitocondrial simples (37 genes) 
Variabilidade genética
1 2
3 4
5 6
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Mind Pixell /shutterstock
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As variantes vistas com maior frequência 
são:
Mudança de tamanho em regiões 
heterocromáticas nos cromossomos 1, 9, 
16, formando um braço longo no 
cromossomo Y
Variabilidade genética
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Mind Pixell /shutterstock
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Braços relativamente curtos em 
cromossomos acrocêntricos, sendo eles: 13, 
14, 15, 21 e 22 (centrômero próximo à 
extremidade)
Sítios frágeis em segmentos de cromatina 
desenrolada 
Variabilidade genética
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Mind Pixell /shutterstock
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Três principais componentes externos com 
enormes probabilidades de causar danos, 
sendo eles:
Radiação ionizante: raio X na qual quebram 
os bifilamentares e unifilamentares na 
cadeia de açúcar fostato
Variabilidade genética
7 8
9 10
11 12
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13
Radiação ultravioleta: raios UV-C (280-315 
nm) da luz solar
Produtos químicos ambientais: fumaça de 
carro (hidrocarbonetos) e tratamentos 
quimioterápicos 
Variabilidade genética
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Identificação dos genes e sua 
relação com patologia
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Os genes determinam as características das 
espécies e dos indivíduos
DNA: características dos nossa antepassados
Patologias também podem ser oriundas de 
traços genéticos (herança genética), mas não 
é uma regra
Genes e patologia
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Doenças genéticas estão relacionadas à 
mudança em uma estrutura de proteína, 
causando alterações fisiológicas e estruturais
Três principais doenças genéticas: 
cromossômicas, multifatoriais e medelianas
Genes e patologia
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Ocorrem alterações na estrutura por diversas 
formas: 
Síndrome de down (trissomia 21)
Síndrome de Turner (trissomia 18)
Síndrome de Patau (trissomia 13)
Síndrome de Cri-du-chat
Síndrome do XYY
Cromossômicas
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Causada por vários fatores: sendo eles: estilo 
de vida, fatores ambientais, na qual podem 
causar mutações nos genes
Sedentarismos, hábitos alimentares e fatores 
ambientais
Multifatoriais
13 14
15 16
17 18
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19
Diabetes
Asma
Doenças autoimunes
Câncer
Obesidade
Mal de Alzheimer
Multifatoriais
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20
Período intrauterino ou nos primeiro anos de 
vida
Patologias raras, na qual se observa uma 
elevada mortalidade infantil 
Mendelianas
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21
Anemia falciforme
Distrofia miotônica
Doença de Huntington
Fibrose cística
Síndrome do X frágil
Mendelianas
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bsd studio/
shutterstock
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Desenvolvimento genético no 
tratamento de patologias
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Doenças genéticas mendelianas, atualmente há 
várias formas de tratamento
Nenhum tem a “cura”
Limitação do substrato: identificado ao nascer, 
bebês com fenilcetonúria
A principal deficiência é relacionada à 
fenilalanina hidroxilase. É relacionada ao 
excesso de fenilalanina, na qual pode gerar 
complicações neurotóxicas (desenvolvimento 
cognitivo) pós-natal
Desenvolvimento genético
19 20
21 22
23 24
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Reposição hormonal: crianças com 
hipotiroidismo congênito. Reposição 
hormonal, na qual é realizada a substituição 
enzimática principalmente com 
polietilenoglicol
Inibidores metabólicos: é observado em 
bebês com tirosinemia tipo 1, na qual não 
conseguem metabolizar a tirosina, que pode 
ocasionar danos no fígado
Desenvolvimento genético
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Duas linhas principais de pesquisas genéticas
Transplante celular: referente à patogênese 
relacionada à perda de tecidos e células
Células-tronco: expectativa de descoberta 
no tratamento de doenças raras
Desenvolvimento genético
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As vacinas contra doenças infecciosas são 
produzidas pela morte/e ou enfraquecimento 
celular do vírus, bactéria ou fungo
Engenharia genética, na qual o grande foco é 
incapacitar micro-organismos patogênicos e 
aumentar o sistema imune da pessoa 
vacinada
Desenvolvimento de vacinas
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Vacina para hepatite B
Inserido um vetor com baixa virulência, na 
qual teve um gene clonado “antígeno” e 
transfectado em células de levedura
Proteico é purificado e injetado em forma 
de vacina
Desenvolvimento de vacinas
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Laboratorial
Identificação do vírus (antígeno) é 
enfraquecido ou inativado
Testes e tentativas para identificar quais 
são as características do vírus e qual a 
forma de reprodução
Testes são realizados em camundongos
Estágios para desenvolvimento de vacinas
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Inúmeros conservantes (responsável pelo 
impedimento da contaminação)
Estabilizadores (impede inúmeras reações 
químicas)
Surfactantes (manutenção dos 
ingredientes)
Adjuvantes (responsável por estimular o 
sistema imunológicos na aplicação)
Estágios para desenvolvimento de vacinas
25 26
27 28
29 30
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Testagem em um pequeno grupo de pessoas 
com características similares
Grupo receberá a vacina e outro somente o 
placebo
Efeito teste para verificar a resposta ao 
sistema imune, se o organismo produziu ou 
não anticorpos
Solicitação para o representante de cada país
Estágios para desenvolvimento de vacinas
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Segurança da vacina, eficácia, possíveis 
efeitos colaterais
Anvisa
Estágios para desenvolvimento de vacinas
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Great Icons/shutterstock
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Mutações genéticas
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Alteração no sequenciamento do DNA
Somáticas: estão relacionadas com o 
desenvolvimento de tumores e doenças 
degenerativas
Gaméticas: são transmitidas para as 
gerações seguintes e ocorrem nas células 
germinativas
Mutações genéticas
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Mudanças na sequência nucleotídica
Processos químicos e biológicos normais do 
organismo, alterando as bases nitrogenadas
Erros na replicação do DNA
Podendo inserir nucleotídeos incorretos na 
fita do DNA, pelo DNA-polimerase
Mutações genéticas espontâneas
31 32
33 34
35 36
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Deslize na replicação: replicação no momento em 
que a fita de DNA fica deslocada e/ou o DNA-
polimerase desliza e ou se afrouxa
Mudanças tautoméricas: purinas e pirimidas
apresentam formas distintas, em um único 
próton na molécula. Formando ponte de 
hidrogênio por meio da presença de cetônica, 
enólica da timina e da guanina
Mutações genéticas espontâneas
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Depurinação e desaminação: a depurinação é 
a perda da base nitrogenada
Dano oxidativo: oxigênio reativo produzido 
durante a respiração aeróbica
Transposon: elementos presentes no DNA 
que podem se movimentar e são 
caracterizados como alterações decorrentes 
de processos naturais
Mutações genéticas espontâneas
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São relacionadas a fatores externos, por meio de 
agentes mutagênicos, sendo classificados em:
Análogos de base: mutagênicos químicos na 
qual substituem as purinas e pirimidinas na 
biossíntese dos ácidos nucleicos
Agentes alquilantes: compostos químicos, que 
transferem um grupo de alquila CH3 para os 
grupo de amino
Mutações genéticas induzidas
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Luz ultravioleta: desordena as moléculas 
orgânicas por meio da radiação 
eletromagnética com ondas mais curtas do 
que a luz natural
Radiação ionizante:comum em raio X. São 
raios mais energéticos e penetram 
facilmente nos tecidos
Mutações genéticas induzidas
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Mutações genéticas induzidas
VectorMine/shutterstock
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Transcrição e regulação 
gênica
37 38
39 40
41 42
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Transcrição consiste na conversão de 
nucleotídeos do DNA em uma cópia sintetizada 
de RNA
O RNA é formado por ribonucleotídeos com uma 
fita simples, na qual possibilita o pareamento 
intramolecular
Ocorre no RNA transportadores, RNA 
ribossômicos, RNA mensageiros e RNA 
regulatórios
Transcrição
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RNA é dividida em três etapas:
iniciação, elongação e terminação
O RNA polimerase é responsável por fazer a 
síntese do DNA
O RNA polimerase bacterianas são enzimas 
eucarióticas, pois apresentam apenas uma único 
RNA polimerase
Eucarióticos apresentam ao menos três RNA 
polimerase nucleares
Transcrição
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A transcrição ocorre pelo reconhecimento do 
DNA pela RNA, formando uma região de 
complexo fechado
Enzima abre as fitas do DNA, fazendo o 
reconhecimento de nucleotídeos
Fase do DNA aberta é chamada de transição, 
pois as fitas ficam abertas e enzima insere os 
primeiros ribonucleotídeos
Transcrição
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Regulação ocorre em dois momentos
Regulatórias presentes no DNA (“cis” na 
mesma molécula) e nos fatores regulatórios 
que reconhecem as sequências “trans”
O mecanismo que regula a transcrição é o 
uso de diferentes sigma, que ficam ligados ao 
cerna da RNA polimerase
Regulação
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Sigmas são limitados, assim a sua 
concentração na célula pode definir o 
conjunto de genes
A célula pode se alterar rapidamente, 
aumentando ou diminuindo o seu sigma. 
Assim, são chamados de regulon, pois uma 
regula a outra
Regulação
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Também pode-se utilizar proteínas para 
auxiliar ou dificultar a ligação do RNA 
polimerase, na qual também podem 
aumentar (ativadores) ou diminuir 
(repressores)
Os promotores fracos são ativados de forma 
eficiente com a presença de fatores 
ativadores que se conectam próximo ao 
promotor e auxiliam o RNA polimerase
Regulação
43 44
45 46
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