ESTRUTURA DO DNA E REPLICAÇÃO

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ESTRUTURA DO DNA 
E REPLICAÇÃO 
O DNA (Ácido Desoxirribonucléico) é composto 
por milhões de nucleotídeos ligados uns aos 
outros. Separadamente, nucleotídeos são bastante 
simples, consistindo de três partes diferentes:
• Base nitrogenada 
(Adenina, Timina, Guanina ou Citosina)
• Desoxirribose (um açúcar por cinco carbonos)
• Um grupamento fosfato
BASE NITROGENADA 
No DNA existem quatro tipos de bases nitrogenadas:
» Adenina (A)
» Guanina (G)
» Citosina (C)
» Timina (T)
Adenina e guanina são classificadas como PÚRICAS, pois 
elas são moléculas compostas por dois anéis. Citosina e 
timina são classificadas como PIRIMÍDICAS, pois elas 
são moléculas formadas por um único anel.
responsáveis pela manutenção da 
estrutura de dupla hélice do DNA.
pontes de 
hidrogênio
REPLICAÇÃO DO DNA 
A T
C G
TEORIAS: conservativa/ semi conservativa/ dispersiva
• Replicação semi conservativa: as duas fitas de 
DNA se desconectam e cada uma serve de modelo para a 
síntese de uma fita complementar nova. O resultado são 
duas moléculas de DNA com uma fita original e uma fita 
nova.
• Replicação conservativa: a replicação do DNA 
resulta em uma molécula formada por duas fitas originais de 
DNA (idênticas à molécula original de DNA) e outra molécula 
formada por duas novas fitas (com exatamente a mesma 
sequência da molécula original).
• Replicação dispersiva: a replicação do DNA 
resulta em duas moléculas de DNA que são misturas, ou 
“híbridas,” de DNA parental e da molécula filha. Nesse 
modelo, cada fita individual é uma colcha de retalhos do 
DNA novo e do original.
(Base azotada) 
=
E -
↓
O experimento Meselson-Stahl
centrifugação por gradiente de densidade
Leve
Pesado
demonstrou que o DNA replicou-se 
semiconservativamente, significando 
que cada fita em uma molécula de DNA 
serve como um modelo para a síntese de 
uma fita nova, complementar.
Replicação do DNA
PRIMEIRA ETAPA
A dupla fita é desenrolada pela helicase 
• helicase desenrola o DNA formando uma forquilha de 
replicação com gasto de ATP
• ENZIMAS TOPOISOMERASES (girase) aliviam a 
tensão devido ao stress causado pela separação das 
fitas
• SSBs impedem a torção da fita simples, mantendo as 
fitas separadas
rompe as ligações
 de hidrogênio 
EUCARIONTES: síntese ao longo da fase S 
-fases preparatórias (G1 e G2, para que o DNA seja 
corretamente duplicado e segregado)
-fase de síntese (S)
-separação das fitas na 
mitose M
PROCARIONTES:
-período de replicação 
-período de segregação do nucleoide 
-divisão 
ELONGAÇÃO:
A responsável é a 
DNA polimerase 
-
PROBLEMA 1 
• a DNA polimerase nao consegue iniciar o polímero 
• PRIMASE: RNA polimerase inicia a fita 
Primer de RNA pequeno ( 4-15 nucleotídeos)
A primase forma primers de RNA: na fita continua (uma vez) e na fita descontínua 
( múltiplas vezes, a cada 100-200 bases)
PROBLEMA 2 ( sentido da fita)
• as duas fitas do DNA sao sintetizadas ao mesmo tempo 
• as fitas sao antiparalelas: uma fita mae é 5’-3’ e a outra é 3’-5’
• a fita só cresce na direção 5’-3’
 porque? 
 
Enzima primase
 fabrica o primer 
Resolução: fragmentos de okasaki 
-fragmentos de okasaki ocorrem na fita descontínua 
-a DNA polimerase III é responsável pela síntese de maior parte do DNA 
-a DNA polimerase I remove o primer de RNA e preenche as lacunas 
-a DNA ligase une os pedaços de DNA 
-a DNA III polimerase só pode adicionar novos nucleotídeos em uma extremidade 3’ -OH livre, 
uma das fitas novas crescerá acompanhando a forquilha de replicação e a outra será produzida 
em direção oposta ao deslocamento da forquilha 
Fita líder Fita retardada 
2 2
Proteínas presentes na forquilha 
Obs: não precisa de enzima para ligar as ligações de hidrogênio
 (se ligam naturalmente) apenas para formar a nova fita 
Sequência de acontecimentos: 
A partir de uma trifosfatase, quebra dois 
fosfatos e liga ao 3’do anterior 
Obs: pareamento incorreto causa remoção do nucleotídeo 
Obs: DNA POLIEMRASE II tem função de revisão e correção
Impede que elas 
voltem a se ligar
topoisomerase
1
L
abre o DNA 
impede que elas 
voltem a se ligar
fabrica a nova fita 
Preenche lacuna e 
corta os primers Liga os fragmentos 
Sintetiza os 
primers de rna 
A DNA ligase sela as quebras 
+ATP
e
7
Dogma central da 
biologia molecular 
DNA RNA PROTEÍNA Transcrição Tradução 
O dogma explica como ocorre o fluxões informações do código genético, esse modelo mostra que uma sequencia de 
um ácido nucleico pode formar uma proteína
TRANSCRIÇÃO: a sequencia de DNA de um gene é copiada para fazer uma molécula de RNA, essa etapa 
reescreve/transcreve a sequencia do DNA em outra sequencia de RNA 
TRADUÇÃO: a sequencia de RNAm é decodificada para determinar a sequencia de aminoácidos de um polipeptídeo 
Transcrição reversa 
DNA RNA PROTEÍNA 
Transcrição Tradução 
Replicação Replicação 
Dogma central foi quebrado:
usa uracila ao
 invés de timina
ocorre no ribossomo 
Regulação da ação genica
Células procarióticas 
operon: organização de genes de uma mesma via metabólica 
( nao ocorre em eucariontes, porque o ribossomo tá no citoplasma)
TRANSCRIÇÃO e TRADUÇÃO SIMULTÂNEA 
Regulação gênica é como a célula controla quais genes, 
entre os inúmeros genes presentes em seu genoma, são 
"ativados" (expressos). Graças à regulação gênica, cada tipo 
de célula em seu corpo possui um conjunto diferente de 
genes ativados - apesar do fato de que quase todas as 
células do nosso corpo possuem exatamente o mesmo DNA.
- ↳
7
Tr -
S 7
V
y
Em bactérias, genes sao encontrados em agrupamentos no cromossomo, do qual podem ser transcritos 
por um promotor ( sitio de ligação de RNA polimerase) como uma unidade.
Esse conjunto de genes sob controle de um único promotor é conhecido como operon 
fabrica RNA (não precisa de todas as outras enzimas 
presentes na síntese de DNA, apenas ela consegue fabricar) 
Em geral, um operon contem genes que atuam em um mesmo processo
EX: operon lac -> contém genes que codificam proteínas envolvidas na absorção e no metabolismo 
de um açúcar em particular, a lactose. Os operons permitem que a célula expresse, com eficiência, 
conjuntos de genes cujos produtos são requeridos simultaneamente.
OPERON: gene promotor + gene 
operador + agrupamento de genes 
Gene operador: Algumas proteínas reguladoras são repressoras que se ligam a segmentos do DNA 
chamados operadores. Quando ligado a seu operador, o repressor reduz a transcrição (por exemplo, 
impedindo a RNA polimerase de avançar sobre o DNA)
Operador: onde o repressor se liga 
Proteína
:-
Células eucarióticas 
Grau de compactação do cromossomo 
Metilação de algumas bases 
Fatores de ativação/transcrição 
modificação química de 
uma expressão genica 
Acessibilidade da cromatina: Uma cromatina 
mais aberta ou "relaxada" faz com que o gene 
esteja mais disponível para a transcrição.
Transcrição. A transcrição é um ponto-chave de regulação para 
muitos genes. Conjuntos de proteínas de fator de transcrição se 
ligam a sequências de DNA específicas dentro ou perto de um gene, 
promovendo ou reprimindo sua transcrição para um RNA.
TRANSCRIÇÃO 
Síntese de RNA mensageiro (mRNA) a partir do molde de DNA 
RNA polimerase I- rRNA
RNA polimerase II- mRNA
RNA polimerase III- tRNA/rRNA
Evidência de Beadle e Tatum
 para a hipótese 
mostrou que genes individuais estavam realmente ligados a enzimas específicas.
cultivaram cada mutante em meio de cultura mínimo suplementado ou com o 
conjunto completo de aminoácidos ou com o conjunto completo de vitaminas
-Se um mutante cresce no meio mínimo com aminoácidos (mas sem 
vitaminas), ele deve ser incapaz de produzir um ou mais aminoácidos.
-Se um mutante cresce no meio de cultura com vitaminas mas não cresce no 
meio com aminoácidos, ele deve ser incapaz de produzir uma ou mais 
vitaminas.
-
-
↳
Genes codificam Proteínas
A hipótese foi modificada paraum gene-um polipeptídeo porque:
• Nem todas proteínas são enzimas (ex.Insulina, queratina,colágeno, etc)
• Muitas proteínas são compostas de subunidades chamadas cadeias polipeptídicas (ex.Hemoglobina)
• Embora no genoma humano um gene possa ser responsável pela síntese de mais de um peptídeo!
ideia central - de que um gene 
normalmente especifica uma 
proteína numa relação um para um
As sequências que são retiradas do transcrito 
primário foram chamadas de introns e aquelas que 
permaneceram como parte do RNA funcional, exons.
Splicing etapas: 
• 1- Remoção dos itrons e unir os exons 
• 2- Adição do cap 5’ na ponta 
Esse processamento só acontece em RNAm 
RNAt e RNAr nao sao processados 
FUNÇÃO SPLICING: Selecionar regiões 
do RNA que querem que sejam traduzidas 
SPLICING
O DNA que nao tem função, apenas um espaçador 
ajuda a proteger o DNA que tem função 
• 3- Adição da cauda poli-A na ponta 3’ 
para proteger RNAm 
--
Tradução
Síntese de proteína a partir do RNAm 
Em um RNAm, as instruções para a construção de um polipeptídeo são nucleotídeos de RNA (A, Us, Cs 
e Gs) lidos em grupos de três. Esses grupos de três são chamados de códons.
Splicing alternativomais de um RNAm pode ser formado a partir do mesmo gene. 
Através do splicing alternativo, nós (e outros eucariontes) podemos sorrateiramente codificar mais proteínas 
diferentes do que temos de genes em nosso DNA.
No splicing alternativo, um pré-RNAm pode sofrer splicing em qualquer uma de duas maneiras. O mesmo pré-RNAm pode 
sofrer splicing de três maneiras diferentes, dependendo de quais éxons sejam mantidos. Isso resulta em três RNAm 
maduros, cada qual é traduzido em uma proteína de estrutura diferente.
Existem 61 códons para aminoácidos, e cada um deles é "lido" 
para especificar um determinado aminoácido entre os 20 
encontrados comumente nas proteínas.
Metionina código de iniciação 
Quando for fazer a tradução: primeiro acha o 
código de iniciação depois divide em 3 em 3 
A presença de itrons permite que os exons 
de um gene sejam reunidos em combinações 
diferentes, resultando na síntese de 
proteínas diferentes a partir de um 
mesmo gene 
Existem mais três códons que não especificam aminoácidos. Esses códons de parada, UAA, UAG e UGA, dizem 
à célula quando um polipeptídeo está completo. Em conjunto, essas relações entre códons e aminoácidos são 
chamadas de código genético, porque permitem que as células "decodifiquem" o RNAm em uma cadeia de 
aminoácidos.
RNA transportador (RNAt)
RNA transportadores ou RNAt são "pontes" moleculares que conectam os códons do RNAm aos 
aminoácidos que eles codificam. Em uma das extremidades de cada RNAt há uma sequência de três 
nucleotídeos denominada anticódon que pode se ligar a códons específicos do RNAm. A outra extremidade 
do RNAt transporta o aminoácido especificado pelos códons.
anticódon do tRNA é o ponto de 
reconhecimento para o códon no 
mRNA e este reconhecimento 
ocorre pelo pareamento de base
Sítio 
O códon e o anticódon 
precisam se complementar 
Códon: 5’3’
Anticódon: 3’5’
• O código genético é não ambíguo, ou seja, cada códon codifica para um aminoácido
• O código genético é (quase) universal (igual em todos os organismos). Em mitocôndrias há variações. 
Sorriso :) - LV
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