Slide 1

BIOLOGIA MOLECULAR BREVE INFORMAOBIOLOGIA MOLECULAR BREVE INFORMAOUMA DISCIPLINA ACADMICA QUE EXPLICA COMO AS MOLCULAS SE COMPORTAM DENTRO DAS CLULAS E O QUE RESULTA DESSAS INTERAES ENTRE MOLCULAS. Existem em torno de quatro milhes de espcies diferentes de bactrias,protozorios, vegetais e animais, que diferem em sua morfologia, funo ecomportamento. Entretanto sabe-se agora que, quando os organismos vivos soestudados a nvel celular e molecular, observa-se um plano nico principal deorganizao.

O objetivo da biologia celular e molecular precisamente este plano unificado de organizao isto , a anlise das clulas e molculas que constituem as unidades estruturais de todas as formas de vida. Descoberta da nucleina - F. Miescher, 1871 O DNA como responsvel pela informao gentica - F. Griffith, 1928Avery, MacLeod e McCarty, 1944 Hiptese um gene-uma enzima - Beadle e Tatum, 1941 Elucidao da estrutura do DNA - Watson e Crick, 1953 Elucidao do Cdigo Gentico Vrios, 1966 Primeiro experimento de clonagem de DNA - 1973 Descoberta da tcnica de sequenciamento - Sanger, 1976 Descoberta da tcnica de PCR - Mullis, 1980 Lanamento do projeto genoma humano DOE e NIH, 1990 Primeiro alimento transgnico comercializado - 1994 Primeiro genoma sequenciado (H. influenzae) 1995 Primeiro cromossomo humano seqenciado (Chr 22) - 1999 Publicao do rascunho do genoma humano - Venter and Collins, 2001Histrico da Biologia MolecularBiologia MolecularSerelaciona comestudodaestruturaefunodos genes,bemcomodaorganizaoe funcionamentodogenomaemumadeterminada clula.investiga as interaes entre os diversos sistemas celulares, Tem como campo de estudo as interaes bioqumicas celulares envolvidas na duplicao do material gentico e na sntese protica.

Herda as caract. dos pais o contedo de todo DNA presente em uma clula

Mais concretamente, a Biologia Molecular investiga as interaces entre os diversos sistemas celulares, incluindo a relao entre DNA, RNA e sntese protica. um campo de estudo alargado, que abrange outras reas da Biologia e da Qumica, em especial Gentica e Bioqumica. o estudo da Biologia em nvel molecular, com especial foco no estudo da estrutura e funo do material gentico e seus produtos de expresso, as protenas.CELULACompartilham damesmamaquinariaparatodassuasfunes bsicas;

Unidades dematriaviva;Formam todosostiposdeorganismosvivosexistentes naTerra;Uma clula feita da varias molculas **CELULAUma clula o resultado de vrias molculas diferentes agindo juntos.So molculas pequenas ou menores, como a gua, aminocidos e minerais.So molculas grandes os cidos nuclicos ( como o DNA), protenas, lipdios ( como as gorduras e o colesterol) e polissacardeos ( amido)Uma molcula de protena construda a partir de um nmero de molculas vinculadas denominadas AMINOCIDOS (20). Cada protena exerce uma funo exclusiva.-

Nossas clulas esto vivas graas ao trabalho dessas protenas

Quanto aos aminocidos no essenciais, so aqueles que o nosso organismo consegue produzir, mais concretamente, que o nosso fgado sintetiza. Assim, destacamos os seguintes: alanina, cido asprtico, cido glutmico, cistena, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina.

A.A essenciais ou no essenciais.Consideram-se essenciais, ou indispensveis, aqueles que o nosso organismo no tem capacidade de sintetizar, logo, a nica forma de que dispomos para os obter, atravs da ingesto de determinados alimentos, nomeadamente atravs da carne, dos ovos, do leite e seus derivados.

a unidade fundamental dos seres vivos. Todos os seres vivos so compostos desta unidade fundamental, desde as mais simples estruturas unicelulares, as bactrias e os protozorios, at os mais complexos, como o ser humano e as plantas. Dentro do mesmo indivduo as clulas de diferentes tecidos so diferentes, no existindo clula tpica.. As estruturas subcelulares (organelas) so comuns a muitos tipos de clulas. Essas organelas desenvolvem funes distintas, que, no total, produzem as caractersticas de vida associada com a clula. As seguintes organelas esto presentes nos organismos superiores:

No Citoplasma:

1- Ribossomos: Locais de sntese de cadeia polipeptdicas.

2- Retculo Endoplasmtico: rea em que ocorrem as reaes bioqumicas. O RE granular responsvel pelo transporte de material dentro da clula e participa da sntese de protenas. O RE liso tambm tem por funo permitir o transporte de substncias, sntese de esterides, inativao de certos hormnios, inativao de substncias nocivas.

3- Complexo de Golgi: Acmulo e eliminao de secrees e sntese de acares.4- Lisossomos: Produo de enzimas digestivas intracelulares que ajudam na eliminao de bactrias e corpos estranhos. Se rompido, podem causar a destruio da clula.5- Mitocndrias : Respirao e produo de energia (ciclo de Krebs, cadeia de transporte de eltrons, dentre outros).6- Centrolos - ausentes em vegetais superiores . Formao de clios e flagelos. Formam os plos para o processo de diviso celular.

Vacolos - ausentes em animais. Participao no controle osmtico da clula e armazenamento de substncias, excesso de gua, pigmentos solveis e diversos produtos a serem eliminados.

Peroxissomos : Degradao de gua oxigenada e do lcool.

Glioxissomos - ausentes em animais. Contm enzimas para converso de lipdios em acares, utis no metabolismo celular.

No Ncleo:

Envoltrio Nuclear: estrutura permevel, que permite a entrada e sada seletiva de produtos celulares.

Cromossomos: entidades portadoras da informao gentica.

Nuclolo: sntese de RNA ribossmico.

Plastos - ausentes em animais. Estruturas para armazenamento de amido, pigmentos e outros produtos celulares. no cloroplasto que ocorre a fotossntese.As clulas podem ser de dois tipos: as procariontes e as eucariontes, esta ltima pode ser dividida em animal e vegetal, mas todas so compostas de pelo menos uma membrana e de material gentico.

So tidas como primitivas, isso , so seres com poucas estruturas e funes,

Os seres pertencentes a esse grupo so as Bactrias e as Cianofceas ou algas azuis (que tambm so bactrias),

SUAS CARACTERSTICAS SO: No possuem carioteca (compartimento que individualiza o material gentico, que nas clulas eucarionte so conhecidas como ncleo);

No possuem algumas organelas que so importante na produo de energia e na respirao;

Elas possuem um material gentico circular (plasmdeo), e um DNA disperso no citoplasma;

Alm da membrana plasmtica possui uma parede celular.CLULAS PROCARIONTES

So mais complexas que as procariontes, pois, contm a membrana nuclear (que individualiza o material gentico do citoplasma), contm varias organelas, e diversas funes.

As clulas eucariontes vegetais se diferem das clulas eucariontes animais, por conter parede celular e cloroplasto e um grande vacolo.

Os principais componentes de uma clula so, DNA, RNA, gua, protena, lipdeo, compostos orgnicos (vitaminas, carboidratos, lipdios, protenas e cidos nuclicos. e inorgnicos gua e sais minerais

A maioria das organelas so formadas a partir da invaginao da membrana plasmtica, que com a evoluo foram adquirindo especializao, estas organelas so:Complexo de golgi;Miofibrilas;Reticulo endoplasmtico;Vacolo;Vesculas.CLULAS EUCARIONTESCARACTERSTICA GERALDASCLULAS

HEREDi-TARIEDADEPassagem deinformaesespecficas,minuciosamentedetalhadas, osorganismosparentaisparaseusdescendentes duranteareproduo.Gregor Mendel 1865 1 a estudar a hereditariedade. Fatores hereditrios transmitidos entre descendentes.

Associados com caractersticas (fentipos) especficas mas de natureza fsica desconhecida.Friedrich Miescher 1868 1s EstudosBioqumicosdoNcleoCelular

Uma caracterstica essencial continuidade da vida em nosso planeta a capacidade que os organismos tem de fazerem cpias de si mesmos.

Essa capacidade de copiar est associada ao material hereditrio, o

. Essas cpias so feitas atravs da duplicao do material hereditrio, ou seja, do DNA.

Esse processo de duplicao do DNA, chamamos de REPLICAO.Conhecimento atualPoro cida (DNA)uma poro bsica (protena) UMA CLULA COPIAOS GENES ESCRITOS NO DNA PARA O RNA,A molculaquecontmaInformao hereditria oDNA.guardiodainformaogenticatransporta a informao gentica de maneira codificada de clula a clula e dos pais para a prognie. o principal armazenador da informao gentica. Esta informao copiada ou transcrita para molculas de RNA,RNA: um guia deconstruo de protenas RNAs eprotenascelulares

Sntese dosconstituintes celulares

Existem duas diferenas principais entre o DNA e o RNAO DNA POSSUI molcula de desoxirribosecontm timina O RNA POSSUI uma molcula de ribosecontm uracila

Os RNA, existem na clula como produto direto de genes e pertencem a 3 classes distintas: o RNA mensageiro (mRNA), o qual alberga informao que posteriormente ser traduzida numa protena;

o RNA ribossomal (rRNA), componente principal do ribossoma (local de sntese de cadeia polipeptdicas)

RNA de transferncia (tRNA) que funciona como uma molcula transportadora de aminocidos no decorrer do processo de traduo. cido desoxirribonuclico(DNA )cido ribonuclico (RNA)LocalizaoPrimariamente no ncleo,tambm nas mitocndrias eCloroplastos

No citoplasma, nuclolo ecromossomosBases pirimidnicasCitosina ( c )Timina ( t )

Citosina ( c )Uracila ( u )Bases pirimidnicasCitosinaTiminaAdeninaGuaninaDiferenas principais entre DNA e RNA.Basicamente existem dois tipos de cidos nuclicos:). o acido desoxirribonuclico (DNA) o acido ribonuclico (RNA)e O DNA o principal constituinte dos cromossomos RNA o responsvel pela sntese das protenasTanto o DNA quanto o RNA so formados por nucleotdeos e cada uma dessas molculas formada por: fosfato, acar (RNA ou DNA) e base nitrogenada. As bases nitrogenadas podem serPricas: adenina(A) e guanina(G) Pirimdicas: timina(T), citosina(C) e uracila(U) DNA RNA Bases pricas Adenina Guanina Adenina Guanina Bases pirimdicas Citosina Timina Citosina Uracila Pentose Desoxirribose Ribose ++=====

As bases nitrogenadas, adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) so os nicos constituintes que viram ao longo do filamento. De acordo com o modelo proposto por Watson Crick cada filamento de DNA formado pela sequncia de nucleotdeo, sendo cada nucleotdeo constitudo por trs molculas: cido fosfrico + desoxirribose + base nitrogenada.

As bases nitrogenadas, adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) so os nicos constituintes que viram ao longo do filamento.

Um cdigo um sistema de smbolos usado para traduzir informaes de uma forma ou outra.

No cdigo gentico os smbolos so quatro letras: A, T, C e G, correspondentes s quatro bases nitrogenadas. Temos um total de vinte aminocidos que devem ser codificados e apenas quatro smbolos para cada cdigo.

A mensagem chamada CODON e cada codon constitudo por trs letras, representando combinaes de trs nucletides.

Portanto ao longo da cadeia de DNA, cada termo representa um determinado aminocido.

Vrios codons diferentes podem codificar um mesmo aminocido. Da o cdigo ser designado como degenerado.

Sendo o mesmo para qualquer ser vivo o cdigo UNIVERSAL.Genes: Segmentos do DNA/RNA que codificam uma cadeia polipeptdica ou uma molcula de RNA.

OS GENES SO MANTIDOS DENTRO DONOSSO DNA!O gene uma unidade hereditria que consiste numa sequncia particular de bases no DNA e que especifica a produo de uma certa protena (por exemplo, uma enzima).

Existem trs tipo de genes. Aqueles que so apenas transcritos, os que so transcritos e traduzidos e os que no so transcritos e consequentemente no so traduzidos.Quando um gene se expressa, sua informao primeiramente copiada no cido ribonuclico (RNA), que por sua vez dirige a sntese dos produtos elementares do gene, as protenas especficas.Genoma:Conjunto do material gentico (RNA/DNA) de uma clula viva ou vrus o contedo de todo DNA presente em uma clula, incluindo todos os genes e todas as regies intergnicas o conjunto completo de informaes no DNA de um organismo.O principal objetivo do estudo do genoma descrever o contedo de cada cromossomo humanoO Projeto Genoma Humano um empreendimento internacional, iniciado formalmente em 1990 e projetado para durar 15 anos, com os seguintes objetivos:

identificar e fazer o mapeamento dos cerca de 30 mil genes que supe-se existir no DNA;

determinar a seqncia dos 3 bilhes de bases qumicas que compem o DNA;

armazenar essa informao em bancos de dados,

desenvolver ferramentas eficientes para analisar esses dados e torn- los acessveis para novas pesquisas biolgicas. Mas podemos olhar o campo de estudo no presente e tentar adivinhar para onde ele caminha.

Tanto a genmica quanto a proteomica so campos enormes da biologia molecular que esto apenas comeando a ser pesquisados.

A genmica o campo da cincia que objetiva explicar a funo da cada gene de nosso genoma, bem como entender como o DNA que no codifica genes funciona dentro da clula.

A proteomica campo relacionado que pretende descrever como cada protena funciona alm de descrever como as protenas interagem entre si.

Clulas tronco representam outra ferramenta que os bilogos moleculares usam, cujo potencial praticamente ilimitado.

Cientistas da Universidade de Kyoto descobriram como produzir uma clula- tronco poderosa ( pluripotente) a partir de uma clula da pele de um adulto( denominada uma clula- tronco pluripotente induzida.

Ningum pode prever o que os avanos na biologia molecular podero trazer humanidadeApesar dessa clula ser um pouco mais madura , ela ainda pode se transformar em qualquer outra clula ou tecido.

A cincia das clulas tronco um campo muito promissor dentro da biologia molecular. Usando essas novas tecnologias, cientistas podero ser capazes de reparar o dano em pessoas que sofreram derrames, ou em pessoas que sofram de insuficincia renal ou cardaca.

Clulas tronco pluripotentes induzidas tem a vantagem extra de serem moralmente menos questionveis do que clulas tronco embrionrias, j que so feitas a partir de tecido de adultos, em vez de embries.

Apesar de a biologia molecular ter o potencial de alterar drasticamente a forma como tratamos as doenas e como vivemos nossas vidas, no podemos contar com progressos milagrosos.

Como qualquer cincia de pesquisa, o progresso na biologia molecular lento. No entanto, todos os processos, tcnicas e avanos que aprendemos vieram da combinao de pensamentos criativo com metodologias cientificas rigorosas.