histÓrico estrutura do dna · 23 24 dna duplicação dna dna. 25 26 rna • Ácido ribonucléico...

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HISTÓRICOHISTÓRICO

1865 - GREGOR MENDEL1865 - GREGOR MENDEL

Estudou cruzamento entre Estudou cruzamento entre diferentes tipos de ervilhas diferentes tipos de ervilhas demonstrando que certas demonstrando que certas características físicas características físicas dessas plantas eram dessas plantas eram transmitidas de geração transmitidas de geração para geração através de para geração através de “fatores”.“fatores”.

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1953: Watson and Crick1953: Watson and Crick

Estrutura do DNAEstrutura do DNA

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1953 – JAMES WATSON e FRANCIS CRICK1953 – JAMES WATSON e FRANCIS CRICK

Descrição da estrutura física do DNA baseando-se Descrição da estrutura física do DNA baseando-se nos estudos de difração de raio X de Rosalind Franklin nos estudos de difração de raio X de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins e em estudos químicos da moléculae Maurice Wilkins e em estudos químicos da molécula

Modelo da dupla fita proposto foi fundamental para a Modelo da dupla fita proposto foi fundamental para a compreensão do mecanismo de transmissão e execução compreensão do mecanismo de transmissão e execução

da informação genéticada informação genética

5http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/

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ÁCIDOS NUCLÉICOSÁCIDOS NUCLÉICOS

ÁCIDOS NUCLÉICOSÁCIDOS NUCLÉICOS: são substâncias formadoras de genes, constituídas por um grande número de NUCLEOTÍDEOS, NUCLEOTÍDEOS, que são unidades formadas por três tipos de substâncias químicas: - Uma base nitrogenada: composto cíclico que contém nitrogênio.- Uma pentose: açúcar que contém cinco carbonos.- Um fosfato: radical do ácido fosfórico

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DNA RNA

Adenina

Guanina

Citosina

Timina Uracila

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Bases Púricas, ou Purinas: Adenina e Guanina.

Bases Pirimídicas, ou Pirimidinas: Citosina, Timina e Uracila.

DNA e RNA

DNA e RNA DNADNA RNA RNA

um grupo metil a menos

Púricas – quando possuir um duplo anel Púricas – quando possuir um duplo anel de átomos de carbonode átomos de carbono

Pirimídicas – quando possuir apenas 1 Pirimídicas – quando possuir apenas 1 anelanel

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A, O, M, R.A, O, M, R.

AMOR, ROMA, ORAM, MORA, RAMO.AMOR, ROMA, ORAM, MORA, RAMO.

Se uma das letras puder ser repetida:Se uma das letras puder ser repetida:

MORRO e AMORA, por exemplo. MORRO e AMORA, por exemplo.

Observe que usamos as mesmas letras, porém Observe que usamos as mesmas letras, porém formamos palavras com significados diferentes. formamos palavras com significados diferentes.

A mesma idéia pode ser aplicada para o DNA.A mesma idéia pode ser aplicada para o DNA.

Os 4 tipos de nucleotídeos se arrumam de diversas Os 4 tipos de nucleotídeos se arrumam de diversas maneiras na molécula de DNA, formando os diferentes maneiras na molécula de DNA, formando os diferentes

seres vivos.seres vivos. 12


Constituintes:Nucleotídeos: formados por três diferentes tipos de moléculas:• um açúcar (pentose): desoxirribose no DNA e ribose no RNA.• um grupo fosfato originado do H3PO4 por perda de seus átomos de

hidrogênio.• uma base nitrogenada.

Nucleotídeo de DNA Nucleotídeo de RNA

OBS.: A molécula sem o grupo fosfato é chamada nucleosídeo.

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AS PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE OS ÁCIDOS DNA E RNA

DNA RNA

Pentose Desoxirribose Ribose

Bases púricas Adenina e Guanina Adenina e Guanina

Bases pirimídicas Citosina e Timina Citosina e Uracila

Estruturas Duas cadeias

Helicoidais

Uma cadeia

Enzima

hidrolítica

Desoxirribonuclea

se (DNAase)

Ribonuclease

(RNAase)Origem Replicação Transcrição

Enzima sintética DNA - polimerase RNA - polimerasehttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/%E1cidos_nucl%E9icos.htm

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1957 – CRICK e GAMOV1957 – CRICK e GAMOV

Dogma Central da Biologia Dogma Central da Biologia MolecularMolecular

DNADNA RNA PROTEÍNA RNA PROTEÍNA

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A biossíntese de proteínas insere-se no dogma central da biologia molecular

1958,Francis Crick

Sede da informação

Processo comprovado

Processo não comprovado

Ácido desoxirribo-

nucléico

Ácido ribonuclêico

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� Algumas descobertas posteriores não coincidiram com Algumas descobertas posteriores não coincidiram com

este Dogma:este Dogma:

1- O RNA pode sofrer replicação em alguns vírus e 1- O RNA pode sofrer replicação em alguns vírus e

plantas;plantas;

2- O RNA viral, através de uma enzima denominada 2- O RNA viral, através de uma enzima denominada

transcriptase reversa, pode ser transcrito em DNA;transcriptase reversa, pode ser transcrito em DNA;

3- O DNA pode diretamente traduzir proteínas 3- O DNA pode diretamente traduzir proteínas

específicas sem passar pelo processo de transcrição, específicas sem passar pelo processo de transcrição,

porém o processo ainda não está bem claro.porém o processo ainda não está bem claro.22

Replicação do DNA

• É a “única” molécula capaz de sofrer replicação (auto-duplicaçãoreplicação (auto-duplicação)).

• É do tipo semiconservativasemiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da mãe e outra fita recém sintetizada.

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DNA Duplicação DNA DNA

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RNA

• Ácido Ribonucléico• Molécula de fita simplesfita simples

• É dividido em:� RNA mensageiro (RNAmRNAm)� RNA transportador (RNAtRNAt)� RNA ribossômico (RNArRNAr)

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RNAm

Leva a informaçãoLeva a informação da seqüência protéica a ser formada do núcleo para o citoplasma, onde ocorre a traduçãotradução. Ele contém uma seqüência de trincasseqüência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA.

Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é denominada códoncódon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar

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1 códon �� 3 nucleotídeos no RNAm

7 códons �� 21 nucleotídeos

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O código genético "padrão"

AUG é também sinal de iniciação

O código é "degenerado": três aminoácidos, Arg, Leu, Ser, tem seis

códons; outros tem 3 ou 4 códons; apenas Met tem um único códon

Aparentemente, o código evoluiu para minimizar o

efeito deletério de mutações

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CÓDIGO GENÉTICO CÓDIGO GENÉTICO

CÓDONS DE CÓDONS DE FINALIZAÇÃO: FINALIZAÇÃO: UAA,UGA e UAG UAA,UGA e UAG

que indicam à célula que indicam à célula que a sequência de que a sequência de

aminoácidos aminoácidos destinada àquela destinada àquela proteína acaba aliproteína acaba ali

CÓDON DE INICIAÇÃO CÓDON DE INICIAÇÃO AUG:AUG:

• indica que a sequência de indica que a sequência de aminoácidos da proteína aminoácidos da proteína começa a ser codificada ali. começa a ser codificada ali. • codifica o aminoácido codifica o aminoácido Metionina (Met) Metionina (Met) de forma que de forma que todas as proteínas começam todas as proteínas começam com o aminoácido Met.com o aminoácido Met. 34

CÓDIGO

GEN

ÉTICO

CÓDIGO

GEN

ÉTICO

aminoácidos com quatro códonsaminoácidos com quatro códons

aminoácidos com seis códonsaminoácidos com seis códons

aminoácidos com três códonsaminoácidos com três códons

aminoácidos com dois códonsaminoácidos com dois códons

aminoácidos com um códonaminoácidos com um códon

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RNAt

Levam os aminoácidosLevam os aminoácidos para o RNAm durante o processo de síntese protéica. As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódonanticódon.

É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido específicoaminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui

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Anti-códon

Sítio de ligação ao aminoácido

U A CU A C

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RNAr

São componentes dos ribossomosribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica.

Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas

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Aminoácidos

• Moléculas que dão origem às proteínasproteínas.

CN

H

R

COH

OH

H

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AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOSExistem 20 tipos diferentes de aminoácidos que entram na composição das proteínas dos seres vivos.� Classificação:

• Aminoácidos naturais ou não-essenciais : são aqueles produzidos pelo próprio organismo. Para a espécie humana são 12 tipos.

• Aminoácidos essenciais : são necessários na alimentação. Para o homem eles são encontrados na carne, no leite e ovos principalmente. São:

- Isoleucina - Leucina - Valina - Fenilalanina- Metionina - Treonina - Triptofano - Lisina* Histidina (em recém-nascidos).

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Ligação Peptídica

• É a ligação covalenteligação covalente entre dois aminoácidos.

• Quando poucos aminoácidos estão ligados �� peptídeopeptídeo

• Quando muitos aminoácidos estão ligados �� proteínaproteína

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N

H

R

COH

OH

HC N

H

R

COH

OH

HC

HH22OO

• O grupo OH do ácido carboxílico de um aminoácido se liga em um dos hidrogênios da amina do outro aminoácido, formando uma molécula de água.

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N

H

R

C

OH

H

N

H

R

C

OH

OH

CC

• Um dos carbonos de um aminoácido agora está instável porque está fazendo apenas três ligações, ao invés de quatro. O mesmo está acontecendo com o nitrogênio do outro aminoácido, pois esse está fazendo duas ligações, ao invés de três.

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N

H

R

C

OH

H

N

H

R

C

OH

OH

CC

Ligação Peptídica

• Então uma ligação covalente entre o carbono de um aminoácido e o nitrogênio do outro acontece.

• essa ligação é a ligação peptídica.

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Transcrição

• Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA.

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DNA Transcriçã

o

DNA RNA

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Tradução

• Também chamada síntese de síntese de proteínasproteínas

• Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.

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A U G U U U C U U G A C C C C U G A

U A C A A A

• Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo.

• Nessa organela existem 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos.

• somente os RNAt que têm seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon entram no ribossomo.

AUG = aa MetioninaCódon de iniciação

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U A C A A A

• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.

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U A C

A A A

• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.

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U A C

A A A G A A

• O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon.

• o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon.

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U A C

A A A G A A

• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.

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U A C A A A

G A A

• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.

• e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.

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G G GCódon de terminação

• Quando o ribossomo passa por um códon de terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação.

Fator de Fator de liberação:liberação:

não codifica nenhum aa

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G G G

• Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado.

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Vários ribossomos podem traduzir simultaneamente uma molécula de mRNA

Os ribossomos movem-se ao longo de um mRNA na direção 5'→→→→3'

O conjunto é conhecido como polissomo ou polirribossomo

Cada ribossomo funciona independentemente dos demais

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Considerações• Uma proteína �� + de 70 aminoácidos ligados.

• 1 códon �� 3 nucleotídeos no RNAm

• 1 códon �� 1 aminoácido na proteína

• Nº de ligações peptídicas �� Nº de aminoácidos – (menos) 1.

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• 1 anticódon �� 3 nucleotídeos no RNAt

• O anticódon é complementar ao códon

• Cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido �� quem determina qual aminoácido será transportado é o anticódon.

Considerações

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Região Gênica É a porção que codifica para um produto final,

que pode ser uma cadeia polipeptídica ou um RNA

O DNA é formado por 2 regiões:

Gênicas Intergênicas

Região IntergênicaÉ a porção regulatória, que sinaliza o início ou o final de um gene, que influencia a transcrição gênica, ou que é o ponto de início para a replicação

do DNA

Intergênicas Gênicas

Regiões Codificadoras e Não-Codificadoras do DNA

69 70BOA SEMANA A TODOSBOA SEMANA A TODOS

UFAAAAAAAAAAAAAAUFAAAAAAAAAAAAAA

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