biologia molecular
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Instituto Federal da Bahia (IFBA) Campus Camaçari Biologia Geral. Biologia Molecular. Profa. Ana Paula Miranda Guimarães. Histórico. Em 1953, na Inglaterra, Watson e Crick “desvendaram a estrutura do DNA, publicando um artigo; Símbolo da Biologia Molecular; Rosalind Franklin. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Biologia Molecular
Profa. Ana Paula Miranda Guimarães
Instituto Federal da Bahia (IFBA)Campus Camaçari
Biologia Geral
Histórico• Em 1953, na Inglaterra, Watson e Crick “desvendarama estrutura do DNA, publicando um artigo;• Símbolo da Biologia Molecular;• Rosalind Franklin.
Estrutura do DNA• Ácido desoxirribonucleico (DNA);• DNA é uma molécula em forma de dupla-hélice;
• DNA = união de vários nucleotídeos;
ESTRUTURA DO DNA
Desoxirribose
ADENINA (A)GUANINA (G)TIMINA (T)CITOSINA (C)
PURINAS
PIRIMIDINAS
ESTRUTURA DO DNA
Adenina
Citosina
Guanina
Timina
PURINAS PIRIMIDINAS
As bases nitrogenadas:
ESTRUTURA DO DNALigação fosfodiéster: ligação entre os
grupos fosfatos.
ESTRUTURA DO DNA
DNA Fita Dupla
ESTRUTURA DO DNACadeias Anti-paralelas:
• Analisando o conteúdo de uma das fitas, é possível conhecer o conteúdo da outra.
Ligação ponte de Hidrogênio (PH)
2 PH
3 PH
ESTRUTURA DO DNA
Dogma da Biologia Molecular
Replicação
REPLICAÇÃO
• As fitas parentais irão servir de molde para fazer duas novas fitas idênticas;
Modelo semiconservativo
Etapas da Replicação: Todas as etapas são executadas por uma proteína.1- Desenrolamento da molécula e separação das fitas = Helicases;2- Ligação na fita simples = proteínas de ligação;3- Síntese de novos nucleotídeos = DNA-polimerases;4- Religação das fitas e giro = topoisomerases.
REPLICAÇÃO
HELICASE
DNA POL Proteína de
Ligação
• Existem 6 bilhões de pares de base em uma célula humana;
• A replicação do DNA é extremamente eficiente tanto em velocidade quanto em precisão: há poucos erros, um a cada 10 bilhões de nucleotídeos.
REPLICAÇÃO
Mutação• A molécula de DNA pode sofrer danos = mutação;• Alterações no DNA;• Podem ocorrer no DNA das células Tipos: Mutações espontâneas: maioria; Mutações induzidas: causadas por agentes
externos ou mutagênicos;- Agentes físicos: radiações;- Agentes químicos: certos fármacos;- Agentes biológicos: vírus (HPV).
- Gaméticas;- Somáticas.
• As mutações podem ser:- Neutras = não afeta as proteínas;- Favoráveis = aumenta chances de sobrevivência,
diversidade na populaçõa;- Desfavorável = dificulta a sobrevivência, erro em
proteína(s). Ex: doenças genéticas.
MUTAÇÃO
Segundo a Agência Internacional de Pesquisas sobre o Câncer, cerca de 80% dos casos de câncer são causados por agentes químicos ou físicos ambientais que alteram a composição das moléculas de DNA.
Reparação do DNA
• A DNA-polimerase faz uma revisão o seu trabalho;• Compara a fita molde com a nova;• Ela corrige = tecla delete e digita a letra correta;• Mas além disso, há a maquinaria de reparação
(segunda revisão) = revisor “externo”.
Responda1- Algumas bactérias respondem ao estresse ambiental com aumento da taxa de ocorrência de mutações durante a divisão celular. Por que ocorre isso? Pode existir alguma vantagem evolutiva nesta habilidade? Explique.
Biologia Molecular - Continuação
Profa. Ana Paula Miranda Guimarães
Instituto Federal da Bahia (IFBA)Campus Camaçari
Biologia Geral
Toda informação do indivíduo está no DNA.
Mas como essa informação determina uma característica de
um organismo?Como essa mensagem é traduzida pela célula em características específicas?
DNA PROTEÍNAS Dois estágios: Transcrição; Tradução.
RNA
PROTEÍNA
RNA
Molécula fita simples; Mais instável; Constituída por nucleotídeos;Há diferenças do DNA.
As RNAs são constituídos por 4 bases distintas.......As proteínas são constituídas por 20 aminoácidos diferentes.....
Como se resolve esse problema de “escala”?
Combinações de + de 1 nucleotídeos: 1 nucleotídeo 41= 4 insuficiente 2 nucleotídeos 42 = 16 insuficiente 3 nucleotídeos 43 = 64 suficienteCada aminoácido codificado por, pelo menos, 3 nucleotídeos
CODON
Códon Início
Códon Parada
Código Genético = Universal e degenerado
VANTAGEM??
Transcrição de RNA Usa uma das fitas de DNA como molde; Transfere a informação para o RNA.
5’ 3’
3’5’5’
3’
Processamento de RNA Estima-se 20 mil a 25 mil genes que codificam
polipeptídios; Corresponde a 5% do genoma;
Responda1- Um professor perguntou a um estudante: “ como se explica o fato de uma célula adiposa de uma pessoa ser tão diferente de uma célula nervosa da mesma pessoa? O estudante respondeu que isso se dá, pelo fato, que em cada célula existir uma coleção diferente de genes. Você concorda? Por quê?
2- A fita de DNA 5’ TTCAGTCGT 3’ corresponde à uma futura proteína. Qual seria o RNA desta para depois traduzir em uma proteína?
Biologia Molecular – Continuação 2
Profa. Ana Paula Miranda Guimarães
Instituto Federal da Bahia (IFBA)Campus Camaçari
Biologia Geral
Tradução de Proteínas
TRADUÇÃO DE PROTEÍNAS
Replicação
Transcrição
Tradução
Proteína
- Processo para síntese das proteínas da célula;
- Processo que ocorre nos ribossomos no citoplasma.
Transcrição Reversa
TRADUÇÃO DE PROTEÍNAS
Quem são os Atores do processo?
Local AA liga-se
Braço do Anticodon
RNA mensageiro RNA
Ribossômico
RNA Transportador
TRADUÇÃO DE PROTEÍNAS
Pareamento oscilante da terceira base do códon
Etapas da síntese de proteínas
1. Ativação do aminoácido2. Iniciação3. Alongamento4. Terminação5. Dobramento/processamento pós-tradução
TRADUÇÃO DE PROTEÍNAS
TRADUÇÃO DE PROTEÍNAS
E
INICIAÇÃO DA TRADUÇÃO
ALONGAMENTO TRADUÇÃO
TERMINAÇÃO TRADUÇÃO
BIOTECNOLOGIA
BIOTECNOLOGIA
Manipulação de organismos e seus componentes para produzir produtos úteis. Hoje envolve a engenharia genética, sendo manipulação direta dos genes para propósitos práticos.
DNA e Resoluções de empasses
O exame em DNA: determinação de identidade genética;
Ferramenta indispensável em investigação criminal (20 anos);
Determinar paternidade com confiabilidade; Resolver casos criminais envolvendo estupro,
homicídio, rapto, troca ou abandono de crianças; Identificar corpos e restos humanos em desastres ou
campos de batalha.
Acidente Aéreo com avião da TAM - 2007
Ataques às Torres Gêmeas do World Trade Center em NY - 2001
Análise genética identificou a maioria das pessoas através da análise de DNA
IDENTIFICAÇÕES
Sangue; Saliva; Células da pele; Cabelos/Pelos.
TESTE DE PATERNIDADE
Cada indivíduo possui “partes” do DNA específicas e exclusivas
As STRs (short tandem repeats) são repetições de três a sete bases de DNA que se constituem em marcadores muito polimórficos, amplamente distribuídos em todo o genoma.
DNA fingerprinting
CONFIABILIDADE??
Quanto maior o número de marcadores genéticas examinados maior a probabilidade de que o perfil seja único para um indivíduo.
Para desenvolvimento de plantas que brilham, “construindo” plantas que substituiriam postes de luz ou utilizadas como lanterna;
Em apenas duas semanas, projeto arrecadou US$ 250 mil na internet.
Projeto Polêmico
Cabra transgênica recebe DNA de aranha
Proteína da teia será produzida no leite e processada para fornecer a fibra mais leve e resistente do mundo, no Québec, Canadá;
O material é a mais resistente fibra conhecida; As fibras da teia pode servir a várias aplicações: medicina,
defesa pessoal e à indústria aeroespacial; Por que esteve longe do mercado? é inviável criar aranhas
para produzir a quantidade de fibra necessária; As duas cabras são transgênicas: carregam consigo os genes que codificam a proteína de um tipo de teia de aranha.
Produção de insulina - Diabetes
Em 1922, no Canadá, Dr. Frederick Banting, descobriu como extrair insulina do pâncreas de um cachorro;
Por muitos anos, o hormônio do pâncreas (insulina) que vinham primariamente de currais, tirados de bois e porcos abatidos, que não precisavam mais dos órgãos;
A insulina animal tem salvado milhões de vidas, mas tem um problema: causa reações alérgicas em alguns usuários;
Em 1978, uma empresa principiante de biotecnologia chamada Genentech produziu a primeira insulina, usando bactérias;
O gene para insulina humana foi inserido em um DNA bacterial. O resultado foi a insulina humana, chamada insulina de DNA recombinante, que não causa os problemas da insulina animal.