Biologia Molecular: Estudo do DNA e suas aplicações

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BIOLOGIA MOLECULAR 
O CERNE DA BIOLOGIA MOLECULAR 
COMPREENDE O ESTUDO DOS PROCESSOS 
DE REPLICAÇÃO, TRANSCRIÇÃO E 
TRADUÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO E A 
REGULAÇÃO DESSES PROCESSOS. 
BIOLOGIA MOLECULAR 
APLICAÇÕES 
 
ANÁLISE DE VARIAÇÕES GENÉTICAS 
 
Estudos evolutivos 
Tipagem de DNA 
Detecção de patógenos e diagnóstico de doenças baseados no DNA 
 
ENCONTRANDO GENES 
 
Encontrar genes de produtos conhecidos 
Encontrar genes para produtos desconhecidos 
Triagem de novas doenças genéticas 
 
ENGENHARIA GENÉTICA 
 
Regulando a expressão de genes existentes 
Aumentando a expressão do gene 
Inativando genes 
Adicionando novos genes 
Terapia Gênica 
 
ENGENHARIA DE PROTEÍNA 
1865 – Gregor Mendel - regras básicas da hereditariedade, 
substância hereditária que passa de uma geração a outra 
está organizada em pacotes de informações distintos, hoje 
conhecidos como genes. 
1869 – Frederick Miescher descobriu o DNA (nucleína) 
1903 – Walter Sutton lançou a hipótese de que o material 
hereditário estava associado aos cromossomos. 
1910 – Thomas Hunt Morgan, Alfred Sturtevant, Calvin 
Bridges e Herman Muller mostraram que os genes estavam 
nos cromossomos. 
1928 – Griffith – 1ª evidência que o material genético era 
constituído por ac. nucléicos – princípio transformante. 
1944 - Oswald T. Avery, Colin M. MacLeod e Maclyn McCarty 
– princípio transformante = DNA = é o material genético. 
1953 - James D.Watson e Francis H. C. Crick deduziram a 
estrutura de dupla-hélice do DNA. 
1958 - Matthew Meselson e Frank Stahl replicação do DNA 
é semiconservativa. 
1961 – Marshal Nirenberg e col. e Heinrich Matthaei código 
genético formado por uma trinca de nucleotídeos. 
1977 – Sequenciamento do DNA. 
1995 – Sequenciamento de genomas bacterianos. 
2001 – Sequenciamento do genoma humano. 
2001 2000 
HISTÓRICO 
EVIDÊNCIAS DE QUE O DNA É A 
MOLÉCULA DA HEREDITARIEDADE 
1869 – Friedrich Miescher - descoberta do DNA – 
chamou de nucleína. 
Identificação e aceitação como material hereditário 
posteriormente. 
 
1928 – Griffith – experimento em camundongos com o 
pneumococo Streptococcus pneumoniae (pneumonia) 
EVIDÊNCIAS DE QUE O DNA É A MOLÉCULA DA HEREDITARIEDADE 
EVIDÊNCIAS DE QUE O DNA É A MOLÉCULA DA HEREDITARIEDADE 
Bactérias vivas do tipo R (não virulentas) 
+ 
Bactérias mortas do tipo S (virulentas) 
Morte do camundongo 
Isoladamente não causam a 
doença 
Presença da bactéria S viva no 
corpo do camundongo 
PRINCÍPIO TRANSFORMANTE 
TRANSFORMAÇÃO BACTERIANA 
EVIDÊNCIAS DE QUE O DNA É A MOLÉCULA DA HEREDITARIEDADE 
 
1944 – Avery, MacLeod e McCarty (12 anos de pesquisa) 
 
  75 litros de cultura da bactéria S isolaram 25 
miligramas de um extrato com altíssimo poder transformante. 
Tratamentos: 
- amilase (enzima que degrada polissacarídeos) 
- protease (enzima que degrada proteínas) 
- ribonuclease (enzima que degrada RNA) 
- dnase (enzima que degrada DNA)  extrato perdeu o 
“poder transformante” 
 DNA é a substância transformante! 
EVIDÊNCIAS DE QUE O DNA É A MOLÉCULA DA HEREDITARIEDADE 
PROTEÍNA OU DNA ? 
1952 - extratos que continham apenas 0,02% de 
proteínas, o que eliminava a possibilidade das proteínas 
serem as responsáveis pela transformação das 
bactérias. 
1952 – Hershey e Chase – corroboraram a identificação 
do DNA como material hereditário. Experimento com o 
vírus bacteriófago T2. 
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ELUCIDAÇÃO DA ESTRUTURA DO DNA 
1949 a 1953 – Chargaff – Quantificação das bases 
nitrogenadas de várias espécies. 
Organismo Tecido A T G C 
A+T 
G+C 
E. coli - 26,0 23,9 24,9 25,2 1,00 
S. pneumoniae - 29,8 31,6 20,5 18,0 1,59 
M. tuberculosis - 15,1 14,6 34,9 35,4 0,42 
Levedura - 31,3 32,9 18,7 17,1 1,79 
Ouriço do mar esperma 32,8 32,1 17,7 18,4 1,85 
Arenque esperma 27,8 27,5 22,2 22,6 1,23 
Rato medula óssea 28,6 28,4 21,4 21,5 1,33 
Homen timo 30,9 29,4 19,9 19,8 1,52 
Homen fígado 30,3 30,3 19,5 19,9 1,53 
Homen esperma 30,7 31,2 19,3 18,8 1,62 
A= T C=G 
ELUCIDAÇÃO DA ESTRUTURA DO DNA 
Wilkins e Franklin - estudos de difração de raios-X 
DNA tem uma estrutura helicoidal 
 1953 – Watson e Crick - Propuseram a estrutura 
do DNA como dupla hélice. 
Modelo molecular com base no tamanho e 
configuração espacial dos nucleotídeos, levando em 
conta os dados de Chargaff e de Wilkins e Franklin. 
Ganharam o prêmio Nobel de fisiologia em 1962. 
EVIDÊNCIAS DE QUE O DNA É A MOLÉCULA DA HEREDITARIEDADE