- DNA e RNA

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“DNA e RNA”
BIO 136 – Príncipios de Genética e Evolução 			 
Graduação em Agronomia – UEFS
Profa. Adriana Rodrigues Passos 
adrianarpassos@yahoo.com.br
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A vida depende da capacidade das células em armazenar, recuperar e traduzir as instruções genéticas necessárias para produzir e manter um organismo vivo.
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Essa informação hereditária é passada de uma célula para a célula-filha durante a divisão celular e de geração em geração dos organismos por meio de suas células reprodutivas.
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Essas instruções são armazenadas dentro de cada célula viva em seus genes – os elementos que contêm as informações que determinam as características de uma espécie como um todo e de cada indívduo.
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Sec. XX
Genética surgiu como CIÊNCIA – Cientistas e natureza química dos genes 
Informação contida nos GENES: Replicação e Divisão Celular
				 “Organismo Multicelular”
Surgirão questionamentos diversos
Que tipo de molécula poderia ser capaz de tal replicação tão acurada ilimitada?…….
Bem como ser capaz de dirigir o desenvolvimento do organismo e a vida diária de uma célula?........
Que tipo de instruções estão contidos na informação genética?........
Como estas instruções estão fisicamente organizadas de modo que a grande quantidade de informação necessária para o desenvolvimento e a manutenção, mesmo do mais simples organismo, possa estar contida em um espaço tão pequeno de uma célula?
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A resposta veio na Década 40
Estudo com fungos simples 
“A informação genética consistia, principalmente, em instruções para a produção de protéinas”
 Proteínas
 Outra avanço - a descoberta de que o DNA era o “material hereditário”
Mas……. O mecanismo como o material era copiado e trasmitido peraneceu um mistério………..até que em 1953….
“Watson e Crick determinou a estrutura do DNA”
Isto levou a entender todos os processo e….
 Entender a importância desta descoberta para a evolução da CIÊNCIA
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1920
- Cientistas sabiam que os genes estavam presentes nos cromossomos.
- Cromossomos compostos de DNA e PROTEÍNAS.
- Mas… DNA quimicamente simples intrigava….
- Então os …. Acreditavam que os genes eram feitos de proteínas por serem mais complexas.
- E aí surgiram as …….
 
Um pouco de história!
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Griffith demosntrou em seus experimentos com ratos que as bactérias mortas pelo calor poderiam transformar células vivas
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O princípio transformante
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Avery, MAcLeod e MAcCarty demostraram que o DNA é o material genético
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Hershey e Chase demonstraram definitivamente que os genes são feitos de DNA
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Experimento realizado por Hershey e Chase. Fagos foram produzidos em bactérias crescendo em meio com 35S (para marcar as proteínas) ou em 32P (para marcar o DNA). Os fagos marcados desta forma foram purificados e usados para infectar células de Escherichia coli não marcadas. Após um período de incubação, as células incubadas com os fagos foram vigorosamente agitas em liquidificador e as cápsulas virais foram separadas das células da bactéria por centrifugação. Em ambos os casos, a radioatividade foi quantificada no sobrenadante e no precipitado da centrifugação. 
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Marcaram radioativamente o DNA de um lote de vírus com 32P e as proteínas de um segundp lote de vírus com 35S.
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A proteína não era o material genético
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Outros trabalhos……
Stadler e Uber (1942)
 fenótipo mutante – pólen de milho iradiado cruzado com plantas de milho.
 Comprimento de onda capazes de 2.500 a 2.800 A. capazes de provocar mutações e são absorvidos pelo DNA.
 Acima de 3.100 A não são mutagênicos. Absorvidos pelas proteínas.
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Exceções……RNA material genético
Vírus do Mosaico do fumo – TMV
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 Antes de entender a estrutura do DNA
Já reconheciam que as carcterísticas hereditárias e os genes que as determinam estavam associados aos cormossomos.
Séc. XIX……. Cromossomos
“Estruturas em forma de cordão do núcleo das células eucarióticas que se tornavam visíveis quando as células começavam a se dividir”
Análise Bioquímica…..Cromossomos feitos de DNA e PROTEÍNAS
 No entanto, ainda não estava claro qual desses componentes codificava a informação genética dos organismos.
A ESTRUTURA E A FUNÇÃO DO DNA
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 Hoje sabe-se que o DNA contém a informação hereditária das células e…
As proteínas que compõem os cromossomos atuam principalmente para compactar e controlar essas enormes moléculas de DNA.
Mas as imagens de difração de Raio X foram determinantes para a compreensão da estrutura tridimensional da molécula de DNA….
E…forneceu informações importantes o para desenvolvimento do modelo correto da estrutura de DNA por Watson-Crick. 
Após as análises foi possível compreender a REPLICACÃO e a codificação da informação. 
A ESTRUTURA E A FUNÇÃO DO DNA
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Franklin & Wilkins (1952)
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A molécula de DNA consiste em duas cadeias nucleotídicas complementares
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Experimentos conduzidos por Chagarff e col e por Rosalind Franklin serviram de base para Watson e Crick elucidarem o modelo da dupla hélice de DNA em 1953.
Estrutura secundária
Duas longas cadeias de polinucleotídeos numa estrutura em alfa –hélice em torno de um eixo central imaginário.
As duas cadeias são antiparalelas.
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As bases de ambas as cadeias são estruturas planas, ficando perpendiculares ao eixo imaginário, elas estão empilhadas umas sobre as outras (separadas por uma distância se 3,4 A), voltadas para dentro da estrutura.
As bases nitrogenadas das cadeias opostas estão pareadas umas com as outras pela formação de pontes de hidrogênio, para o DNA, somente A=T e G=C.
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A dupla hélice mede 20 A em diâmetro.
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	Outra característica importante é que entre as bases adenina e timina só ocorrem duas pontes de hidrogênio, enquanto entre guanina e citosina ocorrem três.
	A molécula de DNA pode existir em três diferentes formas:
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3.3 Estrutura terciária
No modelo de Watson e Crick, a molécula de DNA está orientada em torno do eixo imaginário, para direita.
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A complementaridade de pareamento de bases permite que eles sejam compactados em um arranjo mais favorável energeticamente no interior da fita dupla. 
Nesse arranjo, cada par de bases tem largura similar, mantendo o esqueleto de fosfatos e acúcares em distâncias iguais ao longo da molécula de DNA.
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A cada volta 10 bases. 
Essa torção contribui para a conformação mais favorável energeticamente da dupla-hélice de DNA.
A complementaridade de bases é crucial para a cópia e o reparo do DNA.
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 O DNA codifica a informação na ordem ou sequência de nucleotídeos ao longo da fita. Cada base – A, C, T, G...
Pode ser considerada como uma letra em um alfabeto de quatro letras que é usado para escrever as mensagens biológicas na estrutura química do DNA.
Os organismos diferem uns dos outros porque as suas respectivas moléculas de DNA possuem diferentes sequências nucleotídicas e, consequentemente, diferentes mensagens biológicas….
A sequência linear de nucleotídeos em um gene deve, portanto, de alguma forma, ditar a sequência de aminoácidos na protéina. 
A descoberta do Código Genético levou mais de uma década após a descoberta da fita dupla. 
A estrutura do DNA fornece um mecanismo para a hereditariedade
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Número de pares nucleotídeos por célula somática de diferentes organismos
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RNA
É bastante similar ao DNA
Açúcar – Ribose
Timina = Uracila
Apresenta uma única fita
Três tipos de RNAs 
 RNAm 
 RNAt 
 RNAr
 O RNAm é o único a carregar a informação para fazer a proteína
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RNA mensageiro (mRNA)  formado a partir da transcrição de uma das fitas de DNA. Responsável pelo transporte da informação genética contida no núcleo até o citoplasma. Instáveis em sistemas bacterianos e maior estabilidade em organismos superiores.
RNA ribossômico (rRNA)  maior porção do RNA celular. Está associado ao fenômeno de tradução.
 RNA transportador (tRNA)  moléculas pequenas (73 a 93 nucleotídeos), servem como receptores e transportadores de aminoácidos. Papel fundamental na síntese protéica.
Tipos de RNAs
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TIPOS DE RNA
RNA
mensageiro (mRNA): contém a informação genética para a sequência de aminoácidos de peptídeos e proteínas
RNA transportador (tRNA): identifica e transporta os aminoácidos até o ribossomo
RNA ribossômico (rRNA): constituinte dos ribossomos.
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Estrutura do RNA
RNA mensageiro
RNA Ribossômico
RNA Transportador
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tRNA
-Estrutura secundária com grampos e alças formando um trevo
-Alto número de bases modificadas depois da sua transcrição
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Exemplos de rRNAs:
 
 Estrutura secundária com grampos e alças
 Bases metiladas
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CROMOSSOMOS
Os cromossomos são estruturas filamentosas localizadas no interior do núcleo das células.
Os cromossomos contém os genes que são os transmissores das características hereditárias.
Os cromossomos, componentes do núcleo celular, só aparecem quando a célula está em divisão, meiose ou mitose. Tem uma estrutura filiforme, em forma de cadeia linear, mais ou menos alargada, e são compostos por ácidos nucléicos e proteínas.
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CROMOSSOMOS
Os cromossomos contém o ácido nucléico, DNA (ácido desoxirribonucleico), o qual está formado pela união de pequenas moléculas, que se chamam nucleotídeos. No DNA só existem quatro tipos de nucleotídeos, diferenciando-se somente em um de seus componentes, as chamadas bases nitrogenadas.
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NUCLEOTÍDEO
NUCLEOTÍDEOS – DNA
 
 BASES NITROGENADAS ( A,T,C,G)
 PENTOSE ( DESOXIRRIBOSE)
 GRUPAMENTOS FOSFATO
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CROMOSSOMOS
As bases nitrogenadas originam quatro nucleotídeos diferentes: Nucleotídeos com ADENINA , GUANINA, CITOSINA e TIMINA.
Podemos representar o DNA através de sua seqüência de bases nitrogenadas, ou seja, AAACCGTATTGGGCCTT.
Esta seqüência de letras representa um fragmento de DNA, que chamamos de GENES.
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CROMOSSOMOS
Os genes são um conjunto de bases unidas entre si, com informação para uma característica determinada.
Os cromossomos são um conjunto de genes.
Os genes determinam as características hereditárias de cada célula ou organismo.
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O DNA
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CROMOSSOMOS
Os cromossomos são formados por duas cadeias de DNA repetidas que se espiralizam e se mantêm unidos, de forma que em um cromossomo se distinguem duas partes que são idênticas e recebem o nome de cromátides, que se unem por um ponto, o centrômero.
O centrômero divide as cromátides em duas partes, que se denominam braços. O braço curto, é designado por p, e o braço longo por q.
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CROMOSSOMOS
As cadeias de DNA duplicadas surgem no final da intérfase, antes da divisão celular, a partir da replicação de uma única cadeia. Isto significa que em uma célula que não está em divisão, o núcleo contém cadeias individuais de DNA, que formam a cromatina, enquanto que quando está em divisão, estas cadeias estão duplicadas e formam os cromossomos.
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CROMOSSOMOS
Um cromossomo é formado por duas cromátides, que são cadeias iguais de DNA. Eles possuem os mesmos genes e os mesmos alelos.
Morfologicamente os cromossomos são classificados de acordo com a posição do centrômero e do comprimento dos seus braços.
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CROMOSSOMOS
Eles dividem-se em metacêntricos (centrômero no centro e braços iguais), acrocêntricos ( centrômero na extremidade), submetacêntrico (centrômero está em uma posição intermediária) e telocêntrico ( centrômero em posição terminal – não é encontrado na espécie humana) .
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TIPOS DE CROMOSSOMOS
Os cromossomos são classificados em metacêntricos, submetacêntricos e acrocêntricos.
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Cromossomos
Anatomia cromossomal
Centrômero
Telômeros
Braço longo
Braço curto
Cromátides
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?
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Gêmeos ?
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Expressão 
Gênica:
trans/trad?
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Proteoma
Genoma funcional
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