aula 5. ácidos nucleicos

Biologia Ensino MédioInstituto Federal do Sul de Minas - IF Sul de Minas

Campus Muzambinho

Prof. Evandro Sanguinetto

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Evandro Sanguinetto-2014

mailto:[email protected]

Visão geral da célula


Procariontes


Procariontes

• Wikipedia: Procariontes, procariotas ou procariotos• (grego transliterado: pro, anterior, antes, primeiro, primitivo; karyon, noz ou

amêndoa - núcleo = Núcleo Primitivo)

• Coacervados, vesículas salto para a vida

• Reinos Archea e Bacteria

• Estruturas simples: membrana plasmática, parede celular, cromossoma (DNA), polirribossomos, flagelo


Eucariontes


Eucariontes

• Wikipedia: eucariontes ou eucariotas• (grego transliterado: eu, "bom, perfeito"; karyon, noz ou amêndoa, núcleo)

• Núcleo, membrana nuclear ou carioteca

• Reinos: Protista, Fungi, Plantae e Animalia

• Estruturas mais complexas: núcleo, membrana plasmática, parede celular (vegetais), organelas, etc.


De procarionte a eucarionte


Endossimbiose

• Teoria da Endossimbiose ou Endosimbiose Sequencial, proposta por Lynn Margulis• Procariontes menores, inicialmente predados por procariontes maiores• A relação evoluiu para a simbiose, com grandes vantagens para ambos

• Amplamente aceita na atualidade

• Organelas dos eucariontes, como mitocôndrias, cloroplastos, flagelos e cílios originalmente seriam procariontes de vida livre• Cloroplastos – cianobactérias• Mitocôndrias - rickettsias (bactérias)• Flagelos e cílios – espiroquetas (bactérias, não muito aceita)• “Os seres vivos não ocuparam o mundo pela força, mas por cooperação"


Endossimbiose


Procariota x EucariotaCaracterísticas Células procarióticas Células eucarióticas

Tamanho 0,5 a 5 µm de diâmetro Cerca de 40 µm de diâmetro e em média 1.000 a 10.000 o volume da célula procariótica

Parede celular Rígida, constituída por polissacarídeos com aminoácidos

Rígida, apenas nas plantas (celulose) e fungos(quitina)

Material genético Em contato com o citoplasma e sem qualquer invólucro nuclear

Possui núcleo e um ou mais nucléolos

Organelas Sem organelas membranares, com muitos ribossomos

Vários tipos de organelas membranares(mitocôndrias, retículo, complexo de Golgi)

Estruturas respiratórias

Hialoplasma e membrana plasmática Hialoplasma e mitocôndrias

Fotossíntese Sem cloroplastos mas ocorre por vezes em lamelas fotossintéticas

Nos cloroplastos (apenas em células vegetais)

Flagelos Organelas locomotoras simples apenas ligadas à superfície da célula

Organelas locomotoras complexas envoltas na membrana plasmáticaEvandro Sanguinetto-2013

Célula vegetal

• Célula vegetal• Semelhante à célula animal • A presença de parede celular , vacúolos (maiores) e cloroplastos diferencia

uma célula vegetal da animal

• Componentes protoplasmáticos• Organelas celulares e estruturas ativas no metabolismo celular• Núcleo, retículo endoplasmático, citoplasma, ribossomos, complexo de

Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos

• Componentes não protoplasmáticos• Resíduos do metabolismo celular ou substâncias de armazenamento• Vacúolos, parede celular e substâncias ergástricas (reserva ou resíduos do

metabolismo celular: amido, proteínas, lipídeos, taninos, etc.)


Célula animal

• Encontrada nos animais

• Possuem organelas como núcleo, retículo endoplasmático (liso e rugoso), citoplasma, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndrias e lisossomos

• Distingue-se da célula vegetal pela ausência de parede celular, plastose flagelos e cílios, que não são comuns nas células vegetais• Plastos - orgânulos citoplasmáticos encontrados nas células de plantas e de

algas responsáveis pela fotossíntese (cromoplastos) e reserva de substâncias (amiloplastos) como o amido


Células vegetais e animais

• Principais diferenças e semelhanças entre as células vegetais e animais

Evandro Sanguinetto - 2013

Célula vegetal Célula animal

Centríolos Ausentes Presentes

Peroxissomos Presentes Presentes

Complexo de Golgi Vesículas isoladas Vesículas empilhadas

Cloroplastos Presentes Ausentes

Vacúolos Maiores Menores

Plasmosdesmos Presentes Ausentes

Parede celular Presentes Ausentes

Reserva Amido Glicogênio

Mitocôndrias Presentes Presentes

Núcleo celular


Núcleo

• Presente nos eucariontes

• Delimitado pela membrana nuclear ou carioteca

• Presença de poros que permitem a comunicação com o citoplasma

• Nucléolo – local de formação dos ribossomos

• Guarda o material genético (DNA)


Cromossomos, DNA, genes, nucleotídeos

• Cromossomo – DNA com histonas (proteínas)

• DNA – fita dupla de nucleotídeos com informações genéticas

• Genes – sequência de nucleotídeos funcionais que guardam informações para síntese de proteínas

• Nucleotídeo – molécula formada por uma pentose, um fósforo e uma base nitrogenada • DNA/RNA: Adenina, Timina, Citosina e

Guanina; • Uracila no RNA


Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em intérfase com centrômeros. (4) Cromatina condensada em prófase (existem agora duas cópias da molécula de DNA). (5) Cromossomo em metáfase.http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomo_hom%C3%B3logoEvandro Sanguinetto-2014

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomo_hom%C3%B3logo

Cromatina • Complexo de DNA e proteínas (principalmente histonas, importantes

reguladoras dos genes) dentro do núcleo celular das células eucarióticas, presentes na célula durante a intérfase (não está em divisão)• Histonas - principais proteínas que compõem o nucleossomo (núcleos proteicos

envolvidos por DNA), desempenhando importante papel na regulação dos genes

• Dois tipos:• Eucromatina

• DNA ativo, que pode expressar proteínas (transcrição em RNA)

• Heterocromatina• DNA inativo, que não expressam proteínas devido à condensação e parece ter

funções estruturais durante o ciclo celular• Heterocromatina constitutiva - nunca se expressa como proteínas, isto é, nunca é transcrita

em RNA, localizada à volta do centrômero, porção permanentemente condensada da cromatina

• Heterocromatina facultativa – expressão eventual, podendo estar condensada em algumas células e em outras não


Cromossomos

• Cromatina já condensada durante a divisão celular

• Procariontes • Células sem carioteca: bactérias e cianobactérias

• Circulares ou lineares nas bactérias

• De um a vários cromossomos

• Muitas vezes em forma de plasmídeos, cuja função não se encontra bem definida• Plasmídeos - moléculas circulares duplas de DNA capazes de se reproduzir

independentemente do DNA cromossômico


Cromossomos

• Eucariontes • Células com carioteca: animais, vegetais, fungos e protistas

• Múltiplos cromossomos lineares dentro do núcleo celular

• Cada cromossomo tem um centrômero• Centrômero - região mais condensada do cromossomo, onde as cromátides-irmãs

entram em contato

• Cromátides-irmãs ou cromatídeos – dois braços (cópias idênticas) saindo do centrômero na divisão celular (Síntese)


Evandro Sanguinetto-2014https://www.youtube.com/watch?v=5XOJREkLNBc

Ácidos nucleicosÁcido Desoxirribonucleico – ADN/DNA

Ácido Ribonucleico – ARN/RNA


Ácidos nucleicos

• As informações genéticas estão armazenadas nos ácidos nucleicos

• Componentes básicos dos seres vivos• Procariotos e eucariotos

• Ácido Desoxirribonucleico ou DNA (desoxyrribonucleic acid), fita dupla enrolada em hélice

• Ácido Ribonucleico ou RNA (ribonucleic acid), fita simples• RNAm – mensageiro

• RNAr – ribossômico

• RNAt – transportador


Ácidos nucleicos

• Os ácidos nucleicos são polímeros de nucleotídeos• Polímeros - macromoléculas em que existe uma unidade que se repete, chamada monômero

• Nucleotídeos - componentes estruturais de co-fatores enzimáticos, intermediários metabólicos, ácidos nucléicos e ATP (fonte de energia celular), formados por:

• Fosfatos – grupamentos químicos formados por fósforo

• Pentoses – monossacarídeos (carboidratos, açúcares) com cinco carbonos• Ribose e Desoxirribose

• Bases nitrogenadas – compostos cíclicos formados por um grupamento amina (NH2)• Purinas (duplo anel de carbono): Adenina (A) e Guanina (G)• Pirimidinas (anel simples de carbono): Timina (T), Citosina (C) e Uracila (U, somente no RNA)



Nucleotídeo: fosfato + pentose + base nitrogenada


Carboidrato Importância biológica

Trioses(C3H6O3)

Gliceraldeído Composto intermediário da glicólise.

Diidroxiacetona Participa da glicólise e do ciclo de Calvin.

Pentoses(C5H10O5)

RiboseMatéria-prima para a síntese de ácido

ribonucleico (RNA).

Desoxirribose(C5H10O4)

Matéria-prima para a síntese de ácido desoxirribonucleico (DNA).

Hexoses(C6H12O6)

GlicoseMolécula mais utilizada pelas células para a

obtenção de energia.

Frutose Função energética.

Galactose Constitui a lactose do leite. Função energética.


Hexoses Pentoses


Bases nitrogenadas


Polimerização dos nucleotídeos


RNA DNA


RNADNA

DNA


Cromossomo na fase de Síntese

(1) Cromátide-irmã ou cromatídeo: cada um dos dois braços idênticos de um cromossomo depois da fase S

(2)Centrômero: o ponto de ligação de dois cromatídeos, onde se ligam os microtúbulos durante a divisão celular

(3) Braço curto

(4) Braço longo




Espécie2n de

cromossomosEspécie

2n de cromossomos

Drosófila 8 Rato 44

Centeio 14 Humano 46

Cobaia 16 Macaco 48

Avoante 16 Carneiro 54

Caracol 24 Cavalo 64

Minhoca 32 Galo 78

Porco 40 Carpa 104

Trigo 42 Borboleta 380

Coelho 44 Samambaia >1200Evandro Sanguinetto-2014

DNA - pareamento de bases

Adenina - Timina

Citosina - Guanina


http://www.youtube.com/watch?v=hmNqQMlOOfc&list=PLE4D8FA03F661A5D0&index=7Evandro Sanguinetto-2014

http://www.youtube.com/watch?v=hmNqQMlOOfc&list=PLE4D8FA03F661A5D0&index=7

RNAÁcido Ribonucleico


RNA

• Polímero de nucleotídeos formando uma fita simples

• Nucleotídeos formados por • Grupo fosfato• Ribose no lugar da desoxirribose• Bases nitrogenadas: Uracila (U), Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G)

• Sintetizados a partir do DNA, processo conhecido como transcrição

• Responsável pela síntese de proteínas nas células

• Pode dobrar-se sobre si mesmo de modo que parte de suas bases pareiem entre si• Assume uma variedade muito maior de formas moleculares tridimensionais

complexas do que a dupla hélice de DNA

• Pode atuar como enzima (ribozima), catalisando reações químicas


RNA - pareamento de bases

Adenina - Uracila

Citosina - Guanina


RNAm

• RNA mensageiro (RNAm)• Transcrito a partir do DNA

• Sequência de nucleotídeos determinando a síntese de proteínas


RNAt

• RNA transportador (RNAt)• Transcritos a partir do

DNA

• Transportam aminoácidos do citoplasma para a composição de proteínas nos ribossomos


RNAr

• RNA ribossômico (RNAr)• Transcritos a partir do DNA

• Presentes no citoplasma, formam a maior parte do RNA em uma célula eucariótica

• Atuam como suporte na produção de proteínas


Transcrição

• Um ou mais genes, partes de uma fita de DNA, contém informações para a síntese de uma dada proteína

• A enzima RNA-polimerase usa o DNA como molde para a transcrição de uma fita de RNA• C com G

• A com U

• Esse RNA carrega as informações necessárias para a síntese de proteínas e por isso é chamado RNAm (mensageiro)


Proteínas

• Proteínas são biomoléculas de grande dimensão (macromoléculas)

• Constituídas por uma ou mais cadeias de aminoácidos

• Desempenham várias funções no organismo: catalização de reações metabólicas, replicação de DNA, resposta a estímulos, transporte de moléculas, estruturais, mecânicas, etc

• Diferem entre si fundamentalmente na sua sequência de aminoácidos

• Componentes essenciais dos organismos

• Participam em praticamente todos os processos celulares

• Cada grama armazena 4 kcal de energia


Tradução do RNAm em proteínas

• O RNAm é formado por conjuntos de três bases nitrogenadas, chamados códons, que determinarão os tipos de aminoácidos que se ligarão para formar a proteína

• O RNAm deixa o núcleo e se acopla ao RNAr (RNA ribossômico ou ribossomo)

• O ribossomo faz a leitura dos códons e abre caminho para o acoplamento do RNAt

• O RNAt capta aminoácidos específicos no citoplasma da célula e os conduz ao ribossomo

• O RNAt tem em sua estrutura os anti-códons, que se ligam aos códons do RNAm

• A sequência de aminoácidos determinará a nova proteína


ATPAdenosina Trifosfato


Evandro Sanguinetto-2014https://www.youtube.com/watch?v=D-Ot24FtOxI

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