AULA 1- Introdução a Biologia Molecular sem nome

Prévia do material em texto

Introdução a Biologia Molecular
BIOLOGIA MOLECULAR
01
HISTÓRICO
02
ÁCIDOS NUCLEICOS
03
ESTRUTURA
04
ORGANIZAÇÃO DO DNA
05
ALTERAÇÕES
06
BIOLOGIA MOLECULAR
• É um ramo da Biologia que explora o estudo da vida em escalas moleculares.
• Está intimamente envolvida com a bioquímica, pois as interações genéticas ocorrem a níveis de átomos e moléculas.
Entender os fenômenos biológicos e como eles se relacionam com o material genético dos seres vivos.
Genética + Bioquímica
HISTÓRICO
“Gene” como unidade fundamental de variação biológica
Leis da hereditariedade.
1865- Gregor Mendel
Estudo do núcleo de glóbulos brancos (Nucleína: rica em P e N).
HISTÓRICO
1869 - Johann F. Miescher 
Nucleína tem bases nitrogenadas. 
1880 - Albrecht Kossel 
Estrutura dos nucleotídeos e natureza polimérica (unir proteínas).
1912 - Phoebus Levine e Walter Jacobs 
DNA é a molécula que contém as informações hereditárias. 
HISTÓRICO
1944 – Oswald Avery, MacLeod e Maclyn McCarty 
Demonstraram o princípio transformante proposto por Frederick Griffith em 1928.
HISTÓRICO
1952 – ALFRED HERSHEY E MARTHA CHASE
Infecção por bacteriófagos em E. coli
Marcação radioativa de DNA (P-32) e proteínas (S-35) do bacteriófago T2.
Confirmação final de que era através do DNA que as informações sobre hereditariedade eram passadas.
A molécula do DNA tem a estrutura de uma dupla hélice. 
HISTÓRICO
1953 - Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins 
Cristalografia de raio-X do DNA
As fotografias foram material de análise para o bioquímico norte-americano Watson e britânicos Maurice Wilkins e Francis Crick confirmarem a dupla estrutura helicoidal da molécula do DNA.
Francis Crick: “o dado que nós realmente usamos… Se ela teve o dado nas mãos primeiro, por que não publicou um modelo com a estrutura?”
1952 - Rosalind Franklin 
Nobel de Fisiologia e Medicina no ano de 1962.
ELUCIDAÇÃO DA ESTRUTURA DO DNA
O DNA é a molécula transmissora da hereditariedade.
O DNA contém a informação genética para fazer novos organismos:
Codificando enzimas e proteínas estruturais
FUNÇÕES DO MATERIAL GENÉTICO
Função Evolutiva
Função Genotípica
Função Fenotípica
Armazenar informações e transmitir com precisão
Expressão gênica 
(controlar o crescimento, desenvolvimento e diferenciação do organismo).
Mutações 
(adaptação a modificações no ambiente)
DNA e RNA
Polímeros de nucleotídeos.
ÁCIDOS NUCLEICOS
Um segmento de uma molécula de DNA que contém a informação necessária para a síntese de um produto biologicamente funcional (RNA; proteína).
GENE
NUCLEOTÍDEO
GRUPO FOSFATO
PENTOSE
BASE NITROGENADA
 O -
 |
O = P — O
 |
 O -
CH2
H
H
H
OH
H
O
H
N
N
H
N
N
H
N
H
H
BASES NITROGENADAS
Adenina (A) pareia com Timina (T) através de 2 pontes de hidrogênio
Guanina (G) pareia com Citosina (C) através de 3 pontes de hidrogênio
BASES NITROGENADAS
DNA
RNA
FITA DE DNA
A (Adenina) sempre pareia com T (Timina)
G (Guanina) sempre pareia com C (Citosina)
A
T
G
C
ADENINE
TIMINA
GUANINA
CITOSINA
FITA DE RNA
A (Adenina) sempre pareia com T (Timina)
G (Guanina) sempre pareia com C (Citosina)
A
U
G
C
ADENINE
URACILA
GUANINA
CITOSINA
30%
CITOSINA
GUANINA
20%
20%
TIMINA
FITA DE DNA
Um fita de DNA contém 30% ADENINA.
Qual a quantidade das outras bases nitrogenadas?
?
?
?
1ª: A quantidade de guanina deve ser igual à de citosina e a quantidade de adenina deve ser igual à de timina.
A + G = T + C
2ª: A composição de bases do DNA varia de espécie para espécie.
Regras de Chargaff
PENTOSE
DNA
Ácido desoxirribonucleico
RNA
Ácido ribonucleico
ESTRUTURA DO DNA
Dupla hélice de nucleotídeos;
Fitas em sentido antiparalelo com sequência de pares de bases complementares;
Pentose: Desoxirribose; 
Bases nitrogenadas: A, T, C e G.
O DNA e suas unidades fundamentais. 
ESTRUTURA DO RNA
Estrutura em fita simples;
Pentose: Ribose;
Bases nitrogenadas: A, U, C e G;
Obtido pela transcrição do DNA.
ORGANIZAÇÃO DO DNA
Genoma é a sequência completa de DNA de um organismo.
GENOMA
GENE
É um segmento de uma molécula de DNA responsável pelas características herdadas geneticamente.
Alelos: são segmentos homólogos de DNA, formas alternativas de um mesmo gene e afetam a mesma característica de modo diferente. 
Locus: localização do gene.
Loci: plural de locus.
ORGANIZAÇÃO DO DNA
DNA compactado.
Enovelamento da cromatina.
CROMOSSOMOS 
CROMATINA 
Complexo de moléculas de DNA associadas a proteínas.
Histonas: proteínas estruturais que realizam a compactação.
Nucleossomo: unidade básica (8 histonas).
ORGANIZAÇÃO DO DNA
NUCLEOSSOMOS
CARIÓTIPO
Conjunto de cromossomos de um organismo.
ORGANIZAÇÃO DO DNA
ALTERAÇÕES NO CARIÓTIPO
ORGANIZAÇÃO DO DNA
Um ou mais cromossomos apresentam alteração na estrutura.
Aumento ou diminuição no número de cromossomos.
NUMÉRICA
ESTRUTURAL
Trissomia no cromossomo 21.
PROJETO GENOMA HUMANO
Iniciado em 1990 (planejado desde 1984), é uma das maiores realizações humanas.
Finalizado em 2003 ao custo de U$ 3.000.000.000
Avanços imediatos:
Identificação de ~25.000 genes;
1.800 genes associados a doenças;
Desenvolvimento de >1000 testes genéticos
Promoveu discussões éticas, legais e implicações sociais em torno do assunto.
PROJETO GENOMA HUMANO
Humanos variam geneticamente em cerca de 0,001%. 
Somos 99,999% iguais
ALTERAÇÕES NO GENOMA
Mutações: alterações acontecem nas sequências de DNA, podem ser súbitas ou hereditárias. 
O fenótipo mutante se manifestará somente nos descendentes daquela célula.
Somáticas
Ocorre no gametas e a prole vai herdar a mutação.
Germinativas
Heterocromia de íris.
Uma mutação para um alelo que determina orelhas recurvadas surgiu na linhagem germinativa de um gato normal com orelhas retas.
CAUSA DAS MUTAÇÕES
Ocorrências natural:
Erros na replicação do DNA;
Elementos genéticos móveis.
ALTERAÇÕES NO GENOMA
MUTAÇÕES ESPONTÂNEAS
São produzidas quando o organismo é exposto a um agente mutagênico:
Radiações;
Agentes químicos;
MUTAÇÕES INDUZIDAS
PROTEÍNA
Propriedades distintas
Propriedades mantidas
Fenótipo alterado
(mutante)
Fenótipo mantido
(selvagem)
DOGMA CENTRAL
REVISÃO
		DNA	RNA
	FUNÇÃO		
	ESTRUTURA		
	COMPOSIÇÃO
(BASES NITROGENADAS)		
	PROPAGAÇÃO		
Armazenamento de informações genéticas
Expressão de caraterísticas (proteínas)
Fita dupla
Fita simples
Adenina, guanina, citosina e timina
Adenina, guanina, citosina e uracila
Replicação a partir de DNA molde
É sintetizado a partir do DNA
REVISÃO
Complete a cruzadinha…
…é a abreviação de ácido desoxirribonucleico.
…é toda a sequência de DNA de um organismo.
Refere-se à passagem de fatores genéticos de pais para filhos.
Estrutura de DNA condensado e enovelado.
1
2
4
3
D
A
N
E
G
O
A
M
R
E
H
E
D
I
T
Á
R
O
I
O
M
O
S
S
O
C
O
Introdução a Biologia Molecular
Maria Gilnara Lima Bandeira
Doutoranda em Medicina Translacional
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE MEDICINA
PROFA.: Dra RAQUEL MONTENEGRO