Introdução à Biologia Molecular Computacional

Katia Guimarães

out/2007 2

Estrutura do DNADNA é um polímero em forma de hélice dupla.

out/2007 3

Estrutura do DNAA unidade de construção dos ácidos nucléicos são os nucleotídeos, que consistem de um fosfato, uma pentose e de uma amina.

out/2007 4

DNA Backbone

A hélice tem uma espinha dorsal (backbone) formada por uma seqüência alternada de fosfato e ribose (açúcar) à qual se ligam bases nitrogenadas.

out/2007 5

Estrutura do DNA

As bases nitrogenadas podem ser de quatro tipos:

Adenina

Citosina

Guanina

Timina

PURINAS PIRIMIDINAS

out/2007 6

Estrutura do DNAAs bases nitrogenadas ligam-se ao açúcar e estes se ligam entre si através de ligações fosfodiéster.

out/2007 7

Ligações Phosphodiéster

out/2007 8

Tipos de Bases: PURINASAdenina (A) e Guanina (G)

out/2007 9

Tipos de Bases: PIRIMIDINASTimina (T) e Citosina (C)

out/2007 10

Dupla Hélice do DNA

As bases são hidrofóbicas, e a molécula de DNA é constituída de duas hélices “costuradas”.

Duas cadeias polinucleotídicas ligam-se por forças termodinâmicas (fracas), formando uma molécula de DNA.

out/2007 11

Dupla Hélice do DNA

out/2007 12

Dupla Hélice do DNA

out/2007 13

Pares de BasePares de Base são formados por dois tipos de ligação:Ligação A-T, formada por duas pontes de Hidrogênio.

out/2007 14

Pares de BasePares de Base são formados por dois tipos de ligação:Ligação C-G, formada por três pontes de Hidrogênio.

out/2007 15

DNA Fita Dupla

out/2007 16

Cadeias Anti-paralelas

Analisando o conteúdo de uma das fitas de DNA, é possível conhecer o conteúdo da outra, de forma que a representação é feita apenas com uma delas.

ATGTC // GACAT

out/2007 17

Dogma Central da BiologiaComo o DNA se relaciona com as proteínas? - É feita uma cópia (negativa) de um trecho de DNA (transcrição) - mRNA é traduzido em resíduos (tradução)

out/2007 18

RNA PolimerasesRNA polimerases são proteínas que se ligam ao DNA e “processam” o DNA da região upstream para a região downstream, gerando o mRNA.

out/2007 19

TranscriçãoTem três passos básicos:1. Initiation :O ribossomo se liga ao sítio de

iniciação específico no mRNA, enquanto o tRNA iniciador é ligado ao códon iniciador e ligado ao ribossomo.

2. Elongation : Aminoácidos são adicionados à cadeia polipeptídica, de acordo com a seqüência especificada. Os mesmos passos são repetidos até que o STOP códon sinaliza o final.

3. Termination : A proteína é desligada do ribossomo.

out/2007 20

Transcrição

Página comAnimações

Animação

out/2007 21

Tradução

O mRNA migra do núcleo para o citoplasma, onde estão os ribossomos.

Os ribossomos são compostos de duas unidades, umapequena e uma grande, que cercam o mRNA e – para cada códon (seqüência de três nucleotídeos) – agregam um tRNA com o aminoácido correspondente.

Animação

out/2007 22

Tradução

out/2007 23

Tradução

Códon: GCU GAC CUA GCGAnticd: CGA CUG GAU CGC

AminoAc: Ala Asp Leu Ala

out/2007 24

Tradução via tRNA

out/2007 25

Um Exemplo: Hemoglo-

bina

out/2007 26

Imagem real de um Ribossomo

out/2007 27

Aminoácidos, resíduos e proteínas

Os aminoácidos são os blocos construtores das proteínas.

As proteínas são formadas por aminoácidos que são ligados via ligações peptídicas formando uma cadeia de resíduos.

A seqüência de resíduos é chamada a estrutura primária da proteína, e é única.

out/2007 28

Estrutura Primária de uma proteína

Note

o amino terminal ou "N-terminal" (NH3+) em um extremo, e

o carboxyl terminal ("C-terminal") (COO-) no outro.

out/2007 29

Resíduos

Cada resíduo contém um grupo amino (NH3) e um grupo carboxílico (COOH) (em preto).

Os resíduos variam no aminoácido que constitui a cadeia lateral (em azul).

out/2007 30

Composição dos ResíduosCada resíduo contém um grupo amino (NH3) e um grupo carboxílico (COOH) (em preto).

Os resíduos variam no aminoácido que constitui a cadeia lateral (em azul).

out/2007 31

Síntese de Proteínas

Síntese de Proteínas (Tradução)

Segunda Animação (com narração)

out/2007 32

Estrutura Secundária de uma proteína