Estrutura Molecular do DNA e Cromossomos

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- O material genético deve apresentar: 
FUNÇÃO GENOTÍPICA: realizar a replicação; 
FUNÇÃO FENOTÍPICA: controlar o crescimento e o 
desenvolvimento do organismo (expressão gênica); 
FUNÇÃO EVOLUTIVA: permitir que o organismo se adapte 
às mudanças ambientais; 
- Abrigam a unidade fundamental da hereditariedade; 
- Localizados no DNA; 
- São herdados e, juntamente com fatores ambientais, 
determinam a expressão das características; 
- Estão em formas alternativas (existe variação); 
- O conjunto de genes forma o GENÓTIPO do organismo 
e o FENÓTIPO diz respeito à característica manifestada; 
 
- Como se deu a descoberta de que o gene é a unidade 
da hereditariedade? Dentre vários estudos, um 
proporcionou a descoberta da transformação, tendo 
como antecedente Frederick Griffith, que fez uma 
curiosa observação estudando Streptococcus 
pneumoniae, em 1928, analisando como as suas 
diferentes linhagens se comportavam nos organismos; 
 
 
: um dos modos pelos quais as bactérias 
podem trocar seus genes; 
 
Supondo que o DNA contido na célula bacteriana é da linhagem R e 
as moléculas de DNA livres são da linhagem S aquecida: elas podem 
entrar na célula, sendo incorporada no núcleo, e ela passará a 
produzir os produtos que o pedaço absorvido irá codificar; 
- Qual componente químico das células doadoras mortas 
tinha causado essa transformação? Essa substância 
podia ser candidata ao material genético, pois tinha 
mudado o genótipo; 
- Em 1944, Oswald T. Avery, Colin M. MacLeod e Maclyn 
McCarty demonstraram que o “princípio transformante” 
era o DNA. Seu enfoque foi destruir quimicamente, uma 
por vez, todas as principais categorias de substâncias 
químicas no extrato das células mortas; 
 
- DNA é mesmo o material genético? É feito um 
experimento em 1952 utilizando o bacteriófago T2 
(Experimento de Hershey-Chase), pois ele é constituído 
principalmente por proteínas, com o DNA contido dentro 
da bainha de proteínas de sua “cabeça”; 
- O DNA e as proteínas foram marcados com 
radioisótopos (do fósforo para o DNA e do enxofre para 
as proteínas) e injetaram o fago T2 na célula hospedeira; 
 
- Conclusão: a informação genética da maioria dos 
organismos vivos é armazenada no DNA. Em alguns vírus, 
a informação genética é armezenada em RNA; 
 
GRUPO FOSFATO: consiste em um átomo de fósforo 
ligado a quatro átomos de oxigênio, que conferem carga 
negativa e caráter ácido à molécula de DNA. Sempre se 
liga ao carbono 5’ do açúcar; 
 
PENTOSE: açúcar desoxirribose (DNA) ou ribose (RNA). 
Consegue-se distinguir um do outro pois a desoxirribose 
não apresentará um grupo hidroxila (OH) ligado ao carbono 
2, mas sim um hidrogênio. Por essa diferença (oxigênio a 
mais), a estrutura do RNA é mais reativa e menos estável 
quimicamente que a do DNA; 
- Formada por 5 átomos de carbono, sendo 4 ligados 
formando um anel com um átomo de oxigênio; 
 
BASE NITROGENADA: composto aromático heterocíclico. 
Podem ser PIRIMÍDICAS (único anel de 6 lados) ou PÚRICAS 
(dois anéis de 6 e 5 lados); 
 
- As purinas e pirimidinas são ligadas ao carbono 
anomérico de um carboidrato através de uma ligação 
beta-glicosídica, levando à formação dos nucleosídeos. As 
purinas estão ligadas pelo N-9, enquanto as pirimidinas 
estão ligadas pelo N-1; 
 
- O nucleotídeo é um nucleosídeo com o grupo 5’-OH ou 
3’-OH ligado ao ácido fosfórico por meio de uma ligação 
fosfodiéster; 
 
- Quando se tem a união de mais de 10 subunidades de 
nucleotídeos por ligações fosfodiéster, há a formação de 
uma cadeia de polinucleotídeos; 
 
- Os grupos fosfato são importantes na polaridade e na 
direção da molécula. Em uma extremidade do filamento, 
um grupo fosfato está ligado ao átomo de carbono 5 do 
açúcar-terminal 5’. A outra extremidade do filamento -
3’ tem um grupo OH ligado ao carbono 3’ do açúcar; 
 
- Regra de Chargaff da composição de bases: dosagem 
das quantidades das quatro bases nitrogenadas do DNA 
– conteúdo de G = C, conteúdo de A = T; 
- Obteve-se o conhecimento da estrutura do DNA em 
dupla hélice graças ao experimento de difração de raios 
X do DNA, realizado por Rosalind Franklin; 
 
DNA: estrutura bifilamentar altamente ordenada com 
subestruturas repetidas espaçadas a cada 0,34 nm ao longo do 
eixo; 
- Conclusão: os dados sugerem que o DNA é: longo e fino, 
possui duas partes similares paralelas umas às outras, 
molécula é helicoidal (em espiral); 
- Em 1953, Watson e Crick publicaram na Nature um 
trabalho especificando a estrutura da dupla hélice: a 
composição geral do DNA era conhecida, mas como suas 
partes se reuniam não era sabido; 
- Consiste em duas cadeias polinucleotídicas, uma enrolada 
na outra, com giro para direita; 
- Açúcar ligado a fosfato constituem o exterior da hélice, 
enquanto as bases nitrogenadas ocupam o interior; 
- Antiparalelas: direções opostas (terminal 5’ de uma 
cadeia é oposto ao terminal 3’ da outra); 
- Complementaridade de bases: estocagem e transmissão 
da informação; 
- O DNA adquire essa forma de dupla hélice por causa 
das ligações de hidrogênio entre as bases dos 
nucleosídeos (3 entre guanina e citosina, 2 entre adenina 
e timina – sendo assim, o DNA mais estável é aquele rico 
em G + C); 
- A forma mais estável é uma dupla hélice com dois 
tamanhos distintos de sulcos: o sulco maior e o sulco 
menor; 
 
- O DNA pode existir em três formas helicoidais 
diferentes: 
 
- As hélices A e B giram no sentido horário, enquanto a 
hélice Z gira no sentido anti-horário; 
- A hélice A é a forma predominante em solução não 
aquosa. A hélice B é a forma predominante em solução 
aquosa (modelo de Watson e Crick sob condições 
fisiológicas). A hélice Z se forma quando tem um número 
grande de pares de bases G – C; 
- As SUPER-HÉLICES só ocorrem em moléculas de DNA 
com pontas fixas (presente na maioria dos cromossomos 
procariontes, em que o DNA é circular), de modo a caber 
na célula; 
 
- As super-hélices podem ser: 
POSITIVAS: giro para a direita, com presença de super-
helicoidização positiva; 
NEGATIVAS: giro para a esquerda, com presença de 
super-helicoidização negativa. Está presente na maioria 
dos organismos e está envolvida na replicação, na 
recombinação e na expressão gênica; 
 
- Moléculas longas com grande quantidade de DNA, o qual 
está compactado em vários cromossomos. Durante o 
ciclo celular, há mudanças na compactação desse DNA; 
- São proteínas de carga positiva. Sua união com a 
molécula de DNA é o que proporciona a compactação do 
DNA; 
- Tipos: H1, H2a, H2b, H3 e H4 (com exceção da H1, 
estarão em dose dupla, formando um octômero de 
histonas); 
- Composição: 20 a 30% de arginina e lisina (aminoácidos 
com carga positiva); 
 
- Cerne de DNA, enrolado por duas voltas ao redor do 
octâmero de histonas; 
- Forma de compactação da cromatina; 
- Dna com 146pb e duas moléculas de cada histona, 
formando um octâmero com super-helicoidização 
negativa; 
- Histona H1 realiza a estabilização da molécula; 
 
- A unidade estrutural básica do cromossomo metafísico 
é a fibra de 30nm. Nucleossomos se dobram entre si 
formando alças;