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Matéria: Bioquímica
DNA- estrutura e propriedades :
● Dna: é um tipo de ácido nucléico que possui destaque por armazenar a informação genética da
grande maioria dos seres vivos. Essa molécula é formada por nucleotídeos e apresenta, geralmente,
está em forma de uma dupla-hélice. Sendo encontrados em células eucariontes ( no núcleo da célula,
nas mitocôndrias e nos cloroplastos) ou procariontes (localizado em uma área não delimitada pela
célula chamado de nucleóide).
● A estrutura do DNA é igual para todos os seres vivos em todas as células de um organismo, tendo
em vista que todas as células de um ser vivo tem o mesmo genoma (conjunto total do DNA), a
mesma informação genética completa.
Essa informação genética (livro de receitas) precisa ser �elmente transmitida para as células-�lhas,
sendo transcrito em RNA.
1. Herança genética: a célula mãe tem que duplicar antes de se dividir igualmente formando duas
células �lhas.
2. expressão de genes: depois de ser transcrito em RNA (ácido ribonucleico), alguns deles serão
traduzidos em proteína.
O dna (ácido desoxirribonucleico) é formado por uma cadeia de nucleotídeos (vários), o grupo fosfato e a
pentose. A base muda, podendo ser purina ou pirimidina
Bases nitrogenadas:
1. Purinas →Adeninas e guaninas: tem dois anéis (só ligam com bases pirimidina)
2. Pirimidinas → Citosina, timina (SÓ TEM NO DNA) e uracila (SÓ TEM NO RNA): possuem
somente um anel (só ligam com bases purinas).
3. logo, A=T (E vise-versa)
G ☲ C (E vise-versa)
Propriedades dos Ácidos Nucleicos e estrutura do Dna:
● O dna é formado por duas cadeias de polinucleotídeos (�ta), que são constituídas por vários
nucleotídeos. Os nucleotídeos são unidos uns aos outros por ligações do grupo fosfato ligando dois
açúcares de dois nucleotídeos, nelas esse mesmo grupo se conecta ao carbono 3’ de um açúcar e ao
carbono 5’ do próximo açúcar (5’ - 3’ → em uma hélice, enquanto na outra está 3’ - 5’, uma vez que
as �tas são antiparalelas), sendo esse dois extremidades de cada cadeia
● Em pH 7, são ácidos, carregados negativamente.
● Maior conteúdo de guanina e citosina, maior estabilidade
● Bases nitrogenadas para dentro, fosfato e açúcar para fora
● § 2 forças mantém a dupla hélice:
1. (1) Ligações de hidrogênio formadas pelas bases complementares
2. (2) Interações hidrofóbicas, que forçam as bases a se "esconderem" dentro da dupla hélice (não
gostam de água)
● Ele consegue caber dentro de uma célula humana, o DNA consegue caber dentro do núcleo uma
vez que o mesmo é organizado dentro de elementos (empacotado com proteínas). Então, quando as
células se dividem, o DNA nas cromossomas se condensam e �cam estruturadas (cada cromossoma
é formado por uma única molécula de DNA dupla hélice enrolada nas histonas).
● Estrutura do DNA
❖ -primária: sequência
❖ -secundária: hélice
❖ -terciária: enovelamento em cromossomas
Replicação do DNA :
● A replicação do DNA é o processo de duplicação da molécula de DNA. Nele ocorre a separação das
duas cadeias de nucleotídeos e a formação de cadeias complementares. A replicação ocorre antes da
divisão celular, durante a interfase.
● Ciclo Celular : sequência ordenada de eventos que levam à duplicação do DNA e divisão da célula.
Sua função primordial é garantir que o DNA replique corretamente (fase S) e que seja distribuído
igualmente entre as células �lhas (fase M).
● As células são diplóides, 2n, uma vez que n seria os 23 cromossomos (haplóide), logo quando se diz
que elas são 2n signi�ca que é duas vezes 23 cromossomos.
● A replicação de DNA é semiconservativa, cada �ta de DNA é usada como molde para a replicação
de uma �ta complementar de DNA.
● O processo de replicação é mediado por ação de algumas enzimas, como a helicase, responsável por
desenrolar a hélice de DNA e separar as cadeias de nucleotídeos.
Síntese do DNA vai em direção, polaridade 5’ - 3’.
1. DNA polimerase catalisa a adição sucessiva de deoxiribonucleotídeos 5’ trifosfato
2. DNA polimerase catalisa a síntese a partir de um molde
3. Precisam de primer com um grupo 3’ OH livre. No DNA genômico este primer é feito de RNA.
https://www.biologianet.com/biologia-celular/divisao-celular.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/interfase.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/enzimas.htm
Bases:
● Especificidade da seleção de bases complementares:
antes: checa se a base a ser adicionada é complementar, atividade de síntese 5’- 3’
depois: Remove base adicionada que não seja complementar, atividade exonucleásica 3’ –5’
● Diferentes Enzimas: diferentes atividades:
DNA POL I, elongação 5’ – 3’, exonuclease 3’ – 5’, exonuclease 5’- 3’ síntese/reparo
DNA POL II, elongação 5’ – 3’, exonuclease 3’ – 5’ reparo
DNA POL III, elongação 5’ – 3’, exonuclease 3’ – 5’ síntese: replicação
Polimerases virais frequentemente não possuem atividade de exonuclease (editoração ou “proofreading”)
Replicação de DNA: início
● O processo de replicação inicia-se com a separação das duas �tas que formam a molécula de DNA,
por meio da ação de enzimas, como a helicase. Isso ocorre em pontos em que existem sequências
especí�cas de nucleotídeos, esses pontos são denominados origens de replicação.
● Origens de replicação: sítios especí�cos no DNA a onde se ligam proteínas iniciadoras que
determinam o local e quando começa a síntese da nova �ta de DNA.
● Proteínas iniciadoras: ORC e complexo pré-replicativo (preRC)
● Replicon: unidade de replicação do DNA contendo uma origem de replicação (região �xa do
DNA) onde se inicia a replicação.
● O início da replicação gera uma forquilha de replicação A replicação é bidirecional
● Topoisomerase: corta transientemente o DNA, relaxando o DNA superhelicoidizado, e religa o
DNA.
● Helicases: desenovelam pequenas regiões de DNA e separam as cadeias. As regiões onde as cadeias
separam-se apresentam a forma de Y .
● DBP: se ligam à �ta simples de DNA e estabilizam.
● Primase sintetiza primer de RNA (5’3’)
● Fita 5’-3’ replicada continuamente
● DNA POL III, contínua; DNA POL I remove primers (exonuclease 5’-3’)
● DNA Ligase cataliza as pontes fosfodiester restantes
RNA e transcrição:
● A transcrição é o nome que se dá à formação de RNA a partir de uma �ta de DNA, havendo a
“cópia” das informações contidas no DNA para o RNA.
● informações transcritas para a molécula de RNA são traduzidas na formação de proteínas.
● RNA polimerases catalisam a adição de ribonucleotídeos na direção 5’- 3’
● RNA polimerases não possuem atividade de exonuclease (editoração ou “proofreading”).
↳são enzimas que atuam na clivagem de
nucleotídeos a partir do �nal (exo) de uma cadeia polinucleotídica, eliminando um nucleotídeo por
vez.
● Muitos RNAs de um mesmo gene são transcritos
● O início da transcrição é de�nido pela posição do TATA box no promotor
● Cada gene (ou, em bactérias, cada grupo de genes transcritos juntos) tem seu próprio promotor.
Um promotor contém sequências de DNA que deixam a RNA polimerase ou as suas proteínas
auxiliares se ligarem ao DNA. Uma vez formada a bolha de transcrição, a polimerase pode iniciar a
transcrição.
Replicação -
● Polaridade 5’ - 3’ de síntese;
● Requer “primer” (iniciador);
● Necessidade de um molde;
● Síntese por uma DNA polimerase (ligação fosfodiéster)
● Atividade exonucleásica 3’ – 5’ (editoração)
● Síntese de toda a informação na célula.
● É sintetizado apenas UMA vez por ciclo
● celular
Transcrição
● Polaridade 5’ - 3’ de síntese;
● Não requer “primer” (iniciador);
● Necessidade de um molde;
● Síntese por uma RNA polimerase
● Não tem atividade exonucleásica 3’ – 5’(editoração)
● Apenas um segmento de DNA é Transcrito;
● Pode ocorrer várias vezes num ciclo celular
● A transcrição começa quando a RNA polimerase se liga a uma sequência promotora próxima ao
início de um gene (diretamente ou através das proteínas auxiliares).
https://www.biologianet.com/biologia-celular/rna.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/proteinas.htm
● Splicing Alternativoou Diferencial ( é um processo pelo qual, durante a expressão génica, éxons de
um transcrito primário são clivados em locais diferentes na molécula de RNA recém sintetizada, as
enzimas que exercem essa função de splicing são sustentadas pelo domínio do braço de carboxila do
complexo da RNA polimerase II, deste modo com as diferentes composições dos íntrons que foram
removidos, os mRNA maduros são compostos de bases com sequências diferentes, implicando
assim em códons diferentes e consequentemente em polipeptídeos com sequências de aminoácidos
distintas, o que constitui proteínas de diferentes funções que foram codi�cadas por um mesmo
gene.) pode gerar proteínas diferentes a partir do mesmo gene
● O local no DNA de onde o primeiro nucleotídeo de RNA é transcrito é chamado de local +1 ou
sítio de iniciação. Nucleotídeos que vem antes do sítio de iniciação recebem números negativos e são
ditos a montante. Nucleotídeos que vem depois do sítio de iniciação são marcados com números
positivos e ditos estar a jusante.
● Para iniciar a transcrição de um gene, a RNA polimerase liga-se ao DNA do gene numa região
denominada promotor. Basicamente, o promotor informa à polimerase onde "se sentar" no DNA e
começar a transcrever.
● os genes são transcritos de forma independente, cada gene tem sua própria regulação de transcrição
e seu próprio promotor
● Células Eucariontes: RNA Pol II precisa de fatores auxiliares (fatores de transcrição) para se ligar ao
DNA e iniciar a transcrição. RNA Pol II precisa de fatores de transcrição que regulam sua atividade
● Fatores de Transcrição ; Reguladores (proteínas que se ligam ao promotor - DNA):
● Fatores de transcrição são proteínas que ajudam a transformar genes especí�cos em "ligados" ou
"desligados" através da conexão a um DNA próximo. Fatores de transcrição que são ativadores
impulsionam a transcrição de um gene. Podendo ser :
● Ativadores
● Repressores
● Expressão gênica : REGULADA (A expressão genética ou expressão gênica é o processo pelo qual
a informação hereditária contida em um gene, tal como a sequência de DNA, é utilizada de modo a
formar um produto gênico funcional, tal como proteínas ou RNA.)
● qual FT (fatores de transcrição) se ligar no promotor é variável (regulado)
● A expressão é regulada pela combinação da ação conjunta dos FT
● RNA Pol II precisa de fatores de transcrição que regulam sua atividade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Express%C3%A3o_g%C3%A9nica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ex%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/RNA_mensageiro
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dntrons
● O Código Genético e os Aminoácidos
● São 20 tipos de aminoácidos, mas 61 trincas diferentes que os codi�cam. Isso ocorre pelo fato de
que um mesmo aminoácido pode ser codi�cado por diferentes códons.
● A maioria dos códons especi�ca um aminoácido.
● Três "códons de parada" marcam o �m de uma proteína
● Um "códon de início", AUG, marca o início de uma proteína e também codi�ca o aminoácido
metionina.
● Os códons em um RNAm são lidos durante a tradução, começando com um códon de início e
continuando até que um códon de parada é alcançado. Os códons de RNAm são lidos de 5' para 3',
e especi�cam a ordem dos aminoácidos em uma proteína da região N-terminal (metionina) para a
C-terminal. Trincas de nucleotídeos (códons);
● O código genético é quase universal;
● AUG – códon de iniciação (Met);
● AUG/UAA/UGA – códons de término (sem AA);
● Relação entre nucleotídeos e AAs: 1n:1aa – 4 = 4 § 2n:1aa – 4 x 4 = 16 § 3n:1aa – 4 x 4 x 4 = 64
● Um aminoácido pode ter mais de um códon especí�co. Não existe um tRNA para cada códon.
● As duas primeiras bases do códon se ligam mais fortemente às bases correspondentes do anticódon.
● As 1a e 2a bases do códon é que conferem a maior especi�cidade códon-anticódon.
● Mutação e Código Genético
● Como as mutações interferem na tradução?
1. Substituição – muda um códon apenas, podendo causar ou não a substituição de um
aminoácido.
2. Deleção/Inserção - altera todo o quadro de leitura.
● Aminoácidos: componentes das proteínas
● Unidades fundamentais das proteínas.
● Estrutura formada por um Carbono- (centro quiral); ligado a pelo menos um grupo carboxílico eα
um grupo amino, um átomo de hidrogênio e um grupamento R.
● Aminoácidos têm como fórmula geral:
● Aminoácidos: dois estereoisômeros → As proteínas naturais possuem apenas L-aminoácidos.
● O papel que os aminoácidos desempenham nas proteínas está relacionado às propriedades químicas
dos radicais.
● Classi�cação pelo grupamento R
● Grupos R Apolares, alifáticos: Tendem se aglomerar entre si nas proteínas, estabilizando a estrutura
proteica através de interações hidrofóbicas
● Grupos R Aromáticos: São relativamente hidrofóbicos, devido suas cadeias laterais aromáticas
● Grupos R polares, não carregados: São muito solúveis em água, pois possuem grupos funcionais
capazes de formar ligações de hidrogênio com a água.
● Grupos R polares: Carregados positivamente (básicos) e negativamente (ácidos).
● Aminoácidos: propriedades fundamentais
● Podem atuar como ácidos e bases: De acordo com seu grupamento R (ionizáveis), amino e carboxil;
● Dependendo do meio, os aminoácidos podem atuar como:
● -ácidos (protonado, podendo doar prótons),
● - neutros (a forma protonada e a forma receptora de prótons em equilíbrio) e
● -base (base conjugada do ácido correspondente, ou seja, perdeu prótons, e agora é receptora deles).
● Aminoácidos: ponto isoelétrico (pI):
● O ponto onde se observa o �m da liberação de prótons por parte da carboxila. Esse ponto possui um
pH característico, onde se observa todo o aminoácido como íon dipolar, ou seja, a carga total é igual
a zero.
● O pH no qual a carga elétrica global da molécula é nula : 𝑝𝑙 =
(𝑝𝑘
𝐼
+ 𝑝𝑘
𝑗
) 
2 
● pKa = medida da tendência de um grupamento de doar próton (quanto menor o pKa – maior a
tendência)
● Aminoácidos Monoamino Monocarboxílicos (com grupo R não ionizável): dois valores de pKa
● Curva de titulação da Glicina:pI = (pKi + pKj)
●
● Estrutura das proteínas
● A função de uma proteína depende de sua estrutura;
● 2. Uma proteína isolada normalmente existe em um pequeno número de formas estruturais;
● 3. As forças mais importantes de estabilização das estruturas são as interações não covalentes
(fracas);
● 4. Pode-se reconhecer alguns padrões estruturais que ajudam a organizar a arquitetura das proteínas
● Estrutura primária: É a sequência de aminoácidos unidos por ligação peptídica que forma a cadeia
polipeptídica. A estrutura tridimensional de uma proteína é determinada por sua sequência de
aminoácidos.
● Estrutura secundária: Conformação local de alguma parte do polipeptídeo (resíduos de
aminoácidos adjacentes numa estrutura primária). É o arranjo de aminoácidos particularmente
estáveis, dando origem a padrões estruturais recorrentes.
● Ligações de Hidrogênio entre os grupos amida das Ligações Peptídicas. Mas os grupos R também
tem papel importante na formação da estrutura secundária.
●