DNA, RNA e Cromossomos Aula 1 -

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DNA, RNA e 
Cromossomos 
Aula 1 – Biologia Molecular 
Estrutura do DNA - Histórico 
 A estrutura do DNA foi elucidada apenas em 1953 por 
Watson e Crick. 
 Mas antes disso, já se sabia muito sobre os genes: 
Mendel (1865) 
Fatores hereditários (os genes) estavam associados à transmissão das características 
Sutton-Boveri (1902) 
Relacionou cromossomos com os “fatores hereditários” de MendeL 
Beadle-Tatum (1940) 
Lançou a teoria um gene-uma proteína 
Griffith-Avery-McLead-McCarty (1944) 
Confirmaram (transformação de bactérias) que o conteúdo dos cromossomos são os 
“fatores hereditários” 
Estrutura do DNA 
 DNA é composto por 4 moléculas básicas chamadas 
nucleotídeos. 
 Cada nucleotídeo é formado por 3 unidades: 
 Uma pentose chamada desoxiribose 
 Um grupamento fosfato 
 Uma base nitrogenada 
 
Base nitrogenada 
Desoxiribose 
fosfato 
Estrutura do DNA 
 A diferença entre os 4 nucleotídeos está na composição 
das bases nitrogenadas. 
 As bases nitrogenadas podem ser de dois tipos: 
 Púricas: 
 Apresentam duas cadeias cíclicas de carbono. 
 Representadas pela Adenina e Guanina 
 Pirimídicas: 
 Apresentam apenas uma cadeia cíclica de carbono 
 Representadas pela Timina e citosina 
 
Estrutura do DNA 
 
Estrutura do DNA 
 Quando o grupo fosfato não está presente, chamamos a 
unidade de nucleosídeo 
 Os nucleotídeos livres apresentam 3 grupos fosfato. 
 Desoxiadenosina 5’-trifosfato 
 Desoxitimina 5’-trifosfato 
 Desoxiguanidina 5’-trifosfato 
 Desoxicitosina 5’-trifosfato 
 
 Quando estão ligado um ao outro, apenas um grupo 
fosfato permanece. 
 
Ligações fosfodiéster 
 Os nucleotídeos se ligam uns aos outros para formar as 
fitas de DNA através de ligações fosfodiéster 
 A quebra da ligação entre os grupos fosfatos gera energia para a 
reação 
 A ligação ocorre entre o grupo fosfato α (ligado ao carbono 5’ da 
pentose) e o grupo OH (hidroxila) do carbono 3’ da outra 
molécula 
 
Ligações fosfodiéster 
 
Reação de 
desidratação 
+ H2O 
Ponte de H 
Ligação 
fosfodiéster 
Estrutura do DNA 
 Esta conformação se mantém por 
interações moleculares entre nucleotídeos 
das duas fitas chamadas pontes de H. 
 A interação ocorre especificamente entre os 
nucleotídeos: 
 Adeninas interagem com timinas por meio de 2 
pontes de H 
 Citosinas interagem com guaninas por meio de 3 
pontes de H 
 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
 Duas fitas de DNA interagem entre si formando uma 
dupla fita em α-hélice. 
 A conformação em hélice se deve à uniforme interação 
de uma base púrica com uma pirimídica. 
 
 
Pirimidina + Pirimidina 
Muito estreito 
Purina + Purina 
Muito cheio 
Pirimidina + Purina 
Distância ideal 
Sulco maior 
Sulco menor 
Estrutura do RNA 
 Ribonucleotídeos são as unidades formadoras do RNA. 
 São formadas por três unidades: 
 Uma base nitrogenada 
Pode ser de 4 tipos (adenina, guanina, citosina e uracila) 
 Uma pentose chamada ribose 
 Um grupamento fosfato 
Ribose Desoxirribose 
Estrutura do RNA 
 Purinas 
Pirimidinas 
Fosfato 
Adenina 
Ribose 
Guanina 
Citosina Uracila 
A G 
C U 
RNAs informacionais e funcionais 
 RNAs informacionais 
 São os RNAs mensageiros (mRNAs) 
 São cópias dos segmentos funcionais do DNA (genes) 
 Nos procariotos o mRNA formado (transcrito primário) é 
utilizado diretamente no processo de síntese de polipeptídeos 
 Nos eucariotos o transcrito primário passa por 3 
processamentos 
Adição do CAP 
Adição da cauda poli-A 
 Splicing ou remoção de íntrons 
 
RNAs informacionais e funcionais 
 RNAs funcionais 
 São os RNAs que nunca são traduzidos em proteínas 
 Podem ser de 5 tipos: 
RNA transportador (tRNA) 
RNA ribossômico (rRNA) 
RNA nuclear pequeno (snRNA) 
RNA citoplasmático pequeno (scRNA) 
RNA de interferência (RNAi) 
 Os procariotos apresentam apenas o tRNA e o rRNA, enquanto 
que os eucariotos apresentam os 5 tipos. 
 
Funções dos RNAs funcionais 
tRNA: 
Transportam os aminoácidos até os ribossomos no processo de tradução 
 rRNA: 
Combinam-se com diversas proteínas para formar os ribossomos 
 snRNA: 
Combinam-se com diversas proteínas para formar ribonucleoproteínas 
(snRNA) que atuam no processo de splicing 
 scRNA: 
Dirigem o tráfego de proteínas dentro da célula 
 RNAi: 
Atuam no processo de regulação pós-transcricional (degrada mRNAs) 
 
Cromossomos 
 Definição 
Estruturas filamentares que contém a molécula de DNA 
 Número de cromossomos 
 O número de cromossomos varia muito de espécie para espécie 
 Não existe uma relação entre número de cromossomos e 
complexidade do organismo 
Número de cromossomos 
 
Cromossomos 
 Tamanho dos cromossomos 
 O tamanho dos cromossomos numa espécie também é variável 
 Geralmente se enumera os cromossomos em ordem 
decrescente de tamanho 
 Quando a distinção é dificil, os cromossomos são agrupados em 
classes 
Cromossomos humanos 
 
Cromossomos humanos 
 Tamanho dos cromossomos 
Cromossomos humanos 
 Número de genes 
Regiões cromossômicas 
 Centrômero 
 É a região do cromossomo à qual se ligam as fibras do fuso 
 Nesta região o cromossomo sofre uma constrição 
 Esta constrição define os dois braços cromossômicos 
 
Centrômeros 
 Os cromossomos são classificados pela posição do 
centrômero: 
 Telocêntrico: centrômero na extremidade 
 Acrocêntrico: centrômero próximo à extremidade 
 Metacêntrico: centrômero no meio do cromossomo 
Regiões cromossômicas 
 Organizadores nucleolares 
 Constrições secundárias dos cromossomos que estão associadas 
aos nucléolos 
 Estas regiões contém os genes que codificam o RNA ribossômico 
Regiões cromossômicas 
 Padrões de cromatina 
 Regiões que se coram diferentemente com o corante Feulgen 
 Revelam dois tipos de regiões: 
 Heterocromatina: densamente coradas 
 Eucromatina: pouco coradas 
 A densidade está relacionada à compactação do DNA no 
cromossomo 
 A heterocromatina pode ser constitutiva (permanente) ou 
facultativa 
Regiões cromossomicas 
 
Eucromatina 
Espessamentos 
Heterocromatina 
Centrômero 
Organizador nucleolar 
DNA e Cromossomos 
 Cada cromossomo contém uma única molécula de DNA 
altamente compactado 
 A compactação ocorre devido a associação da molécula 
de DNA à proteínas chamadas histonas 
 O conjunto DNA + histonas é chamado cromatina 
 E o conjunto das várias proteínas que se associam ao 
DNA é chamado nucleossomo 
Compactação do DNA 
 1º Nível 
DNA dá duas voltas num octâmero formado por duas unidades 
das histonas H2A, H2B, H3 e H4 
 2º Nível 
Seis octâmeros se associam a histonas H1 para formar um arranjo 
circular 
 3º Nível 
Os arranjos circulares formam um solenóide 
Compactação do DNA 
 
1º Nível de 
Compactação 
2º Nível de 
Compactação 
Compactação do DNA 
 
3º Nível de 
Compactação 
Compactação do DNA 
 4º Nível 
 Os solenóides se espiralizam e formam alças sobre uma 
estrututura protéica chamada arcabouço. 
 As regiões do DNA que se ligam ao arcabouço são chamadas 
regiões de ligação ao arcabouço (SARs) 
Compactação do DNA 
 
Organização funcional dos cromossomos 
 
DNA eucariótico 
Genes funcionais de 
cópia única DNA espaçador DNA repetitivo 
Suquências sem função 
conhecida 
Regiões 
heterocromáticas 
VNTRs 
Elementos 
transponíveis 
Transposons Retrotransposons 
Sequências funcionais 
Seq. Funcionais 
não 
codificantes 
Famílias 
gênicas 
Famílias de 
genes dispersos 
Famílias de genes 
em tandem