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I t d ã Bi l iI t d ã Bi l iIntrodução a Biologia Introdução a Biologia Molecular: DNAMolecular: DNAMolecular: DNAMolecular: DNA

Nutrição

Prof João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto

ABR/2011

Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto

HISTÓRICOHISTÓRICOHISTÓRICOHISTÓRICOCélulas DNA

• OrganizaçãoCélulas DNA

+Proteínas

•Informação das proteínas e RNAsque serão sintetizadas pelas célulasdo organismo ao longo da sua vida.•Capacidade de se auto-duplicar

i i él l

Corpo

para originar outras células.

Controla: 1) homeostasia2) reprodução 3) morfologia4) função celular

A CÉLULA

DNA

4) função celular

TECIDOS

ÓRGÃOSÓRGÃOSE SISTEMAS

CORPO

AMBIENTE

HISTÓRICOHISTÓRICOHISTÓRICOHISTÓRICO

A CélulaA CélulaA CélulaA Célula

Nú lNú l

DIFERENCIAÇÃODIFERENCIAÇÃO

Núcleo: DNA

Núcleo: DNA

CRESCIMENTOCRESCIMENTO

FUNÇÃOFUNÇÃOFUNÇÃO FUNÇÃO CELULARCELULAR

RESPOSTA AORESPOSTA AORESPOSTA AO RESPOSTA AO AMBIENTEAMBIENTE

A CélulaA CélulaA CélulaA CélulaNúcleo

DNACromossomo

DNADNADNADNA

DNADNADNADNA

Á• ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

►Contém toda a informação genética de um organismoorganismo

►Esta informação está arranjada em unidades hoje conhecidas como genes

DNADNADNADNA

Á• ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS

►As moléculas de DNA e RNA sãocompostas por quatro diferentesnucleotídeos:

Adenina, Guanina e Citosina – comum paraDNA e RNAe

Timina – encontrada somente no DNA

Uracila – encontrada somente no RNA

DNADNADNADNA

Á• ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS

DNADNADNADNA

NUCLEOTIDEOSNUCLEOTIDEOSNUCLEOTIDEOSNUCLEOTIDEOS

DNADNADNADNA

• Duas fitas de polinucleotídeos associadas formando umaestrutura de dupla hélice onde as pentoses e os radicaisestrutura de dupla hélice onde as pentoses e os radicaisfosfato compõe a fita e as bases projetam-se para o interior damesma;

• As fitas mantêm-se unidas através da formação de pontes dehidrogênio entre as bases o que contribui para a estabilidadeda dupla hélice;da dupla hélice;

► Adenina (A) pareia com Timina (T) através de 2 pontes de► Adenina (A) pareia com Timina (T) através de 2 pontes dehidrogênio;

► Guanina (G) pareia com Citosina (C) através de 3 pontes dehidrogênio.

DNADNADNADNA

DNADNADNADNA

• O grupo hidroxil ligado aob 3 d t dcarbono 3 da pentose de um

nucleotídeo forma uma ligaçãofosfodiéster com o fosfato dofosfodiéster com o fosfato dooutro nucleotídeo

5’ C-A-G 3’

DNADNADNADNA

REPLICAÇÃO DO DNAREPLICAÇÃO DO DNAREPLICAÇÃO DO DNAREPLICAÇÃO DO DNA

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação•• OO DNADNA éé umum polímeropolímero dede nucleotídeosnucleotídeos unidosunidos entreentre sisi porpor ligaçõesligações

fosfodiésterfosfodiéster.. AsAs fitasfitas complementarescomplementares estãoestão ligadasligadas porpor ligaçõesligações dedehidrogêniohidrogênio.. NasNas células,células, cadacada cadeiacadeia estáestá orientadaorientada emem sentidosentidoggcontráriocontrário aoao dada outraoutra (anti(anti--paralelismo)paralelismo).. OsOs nucleotídeosnucleotídeos sãosãocompostoscompostos porpor açúcaraçúcar ((pentosepentose),), radicaisradicais fosfatosfosfatos ee basesbasesnitrogenadasnitrogenadas..nitrogenadasnitrogenadas..

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação• As bases nitrogenadas são:

► Adenina► Guanina► Citosina► Timina► Timina

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação• Os nucleotídeos de uma cadeia da molécula de DNA podem

interagir com os da cadeia complementar através de ligações dehidrogênio entre suas bases nitrogenadas, sendo que a Adenina seg g qliga por meio de duas ligações de hidrogênio à Timina, e a Citosinase liga através de três ligações com a Guanina

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

• Primeiro passo:

►Enzima DNADNA--HelicaseHelicase abre a molécula de DNA.Rompe as ligações ponte de hidrogênioRompe as ligações ponte de hidrogênio.

►A enzima DNADNA TopoisomeraseTopoisomerase matem a fita dupla►A enzima DNADNA--TopoisomeraseTopoisomerase matem a fita duplalinear. A molécula de DNA deixa de ser helicoidalcom a ação desta enzima. Evita a formação decom a ação desta enzima. Evita a formação desuper-hélices.

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

• Segundo passo:

►►ProteínasProteínas SSBSSB de ligam ao DNA unifilamentarevitando que de enrole novamente ou forme pontesevitando que de enrole novamente ou forme pontesou gaps.

►A Enzima DNA-Polimerase III de acopla a fita deDNA unifilamentar para o inicio da replicação.p p ç

Síntese continua;Síntese descontinua.

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

• Terceiro passo:

►A Síntese continua ocorre normalmente com a adiçãode nucleotídeos complementares a fita de DNApunifilamentar pela ação da enzima DNA-polimeraseIII.

►A medida que a nova fita é sintetizada as proteínasSSB se desligam permitindo o enovelamento doSSB se desligam permitindo o enovelamento doDNA.

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

• Quarto passo:

►Síntese descontinua forma fragmentos de Okazaki.

►A DNA polimerase III apenas sintetiza fitas de DNA na direção 5’a 3’. Sendo assim a segunda fita de DNA unifilamentar precisaser duplicada em fragmentos para respeitar essa necessidadeser duplicada em fragmentos para respeitar essa necessidade.

►Um fragmento de RNA chamado primer se liga a fita de DNAg p gunifilamentar permitindo que a enzima DNA-polimerase III possafazer a sintese do fragmento.

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

• Quinto passo:

►A fita descontinua possui diversos fragmentos deDNA não ligados Este fragmentos são conectadosDNA não ligados. Este fragmentos são conectadospela enzima DNADNA--ligaseligase.

►Os primers são substituídos por nucleotídeos de DNApela mesma enzima DNA-polimerase I.p p

►No final do processo duas duplas fitas de DNA sãop pformadas tendo como molde as fitas unifilamentares.

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação

ReplicaçãoReplicaçãoReplicaçãoReplicação