2 DNA composição e estrutura

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DNA e RNA: Composição e 
Estrutura
Prof. Eldo Campos
A Biologia Molecular tem origem na 
genética, bioquímica e biologia celular
GENÉTICA 
BIOLOGIA 
MOLECULARBIO
Q
UÍM
ICA B
IO
LO
G
IA
 
CE
LU
LA
R
DNA RNA
Proteínas
Biomoléculas
BIOLOGIA MOLECULAR
• Busca o entendimento dos fenômenos biológicos 
em termos moleculares; 
• Estudo do desenvolvimento da célula: como 
funciona, comunica, como controla as suas 
atividades, como erra e corrige...; 
• Estudo dos genes e das suas atividades em nível 
molecular: 
• Estrutura 
• Expressão 
• Controle da expressão
DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA 
MOLECULAR
• Genes são perpetuados como seqüências de ácidos nucléicos 
• Os genes só apresentam função quando são expressos na forma 
de proteína; 
• A replicação responsável pela herança da informação genética;
DOGMA CENTRAL ATUALIZADO
• A informação no ácido 
nucléico (DNA ou RNA) 
pode ser perpetuada e 
transferida; 
• A t r a d u ç ã o é 
irreversível. 
Experiência de Griffith 
DNA é o agente transformante
Experimento de 
Hershey-Chase 
(1952)
Estrutura do DNA 
DNA? 
• O DNA é o material genético dos organismos vivos 
e muitos vírus (alguns vírus utilizam o RNA como 
material genético). 
• DNA: ácido desoxirribonucléico;
• Os nucleotídeos contêm três tipos de 
componentes químicos:
• O s n u c l e o t í d e o s s ã o o s b l o c o s 
fundamentais do DNA;
Componentes dos nucleotídeos
Fosfato
Componentes dos nucleotídeos
Fosfato
Carboidrato 
desoxirribose
Componentes dos nucleotídeos
Fosfato
Base 
nitrogenada
Componentes dos nucleotídeos
Bases púricas Adenina
Guanina
Bases 
pirimídicas
Citosina
Timina 
Função Principal!
Armazenam as informações genéticas dos 
organismos!
Pirimidinas e Purinas
As bases são anéis de carbono contendo N:
PURINAPIRIMIDINA
anel DUPLO de átomos de carbonoUM anel de átomos de carbono
citosina
guanina
uracil adenina
timina
O grupo Fosfato
O grupo PO4 liga-se ao C3 e C5 
 dos açúcares 
Fornece a carga negativa 
dos Nucleotídeos 
Os nucleotídeos são organizados em dupla 
hélice
• Watson JD & Crick FHC (1953). A structure 
for DNA. Nature 171:737-738. 
• Bases da descoberta; 
• O DNA é composto por 4 
nucleotídeos 
• A=T e C=G
Os nucleotídeos são organizados em dupla 
hélice
• Estudos de difração de raios X do 
DNA
• Bases da descoberta; 
• Purinas (A+G) = 
Pirimidinas (T+C)
A dupla hélice
Os nucleotídeos são organizados em dupla 
hélice
• Watson JD & Crick FHC (1953). A structure 
for DNA. Nature 171:737-738. 
• Bases da descoberta; 
• Purinas (A+G) = Pirimidinas (T+C) 
• A=T e C=G
• Estudos de difração 
de raios X do DNA
A dupla hélice
Watson JD & Crick FHC. 1953: 
“Não escapou à nossa percepção que o pareamento 
específico que postulamos sugere imediatamente um 
possível mecanismo de cópia para o material genético” 
Ligação entre nucleotídeos

Ligação covalente
Ligação entre as Bases 

pontes de hidrogênio
 Energia de Ligação
Qual a ligação mais difícil de ser quebrada: 
Adenina–Timina ou Guanina–Citosina? 
R: Guanina – Citosina por estarem ligadas por 3 pontes de hidrogênio. 
Ligação entre as Bases

Interação Hidrofóbica
A dupla hélice
• O crescimento dos 
dois f i lamentos 
ocorre no sentido 
5’ → 3’. 
Fatores que Estabilizam DNA 
Dupla Hélice
Hibridização
DNA Tripla Fita
Triplas hélices intramoleculares: H-DNA. Regiões de polipurina-polipirimidina no DNA, com uma 
simetria repetida no espelho, podem formar uma tripla hélice intramolecular, na qual a terceira fita fica 
na fenda maior, enquanto sua fita complementar adquire uma conformação de fita-única. Redesenhado 
com base em figura de Siden, R. R. DNA Structure and Function. New York: Academic Press, 1994.
 - Controle da transcrição 
- Papéis no início e no término de 
replicação e recombinação
Ordem Superior da Estrutura 
do DNA
Comprimento do DNA: 
Poucos milhares de pares de bases para vírus pequenos 
Milhões de pares de bases em bactérias 
Bilhões de pares de bases em plantas e animais
Comprimento de Contorno do DNA 
Genômico é Geralmente Muito Maior que a 
Célula que o Contém
Fago λ: 
4,8 x 104 pb = 16,5 µm 
Partícula viral = 0,19 µm 
Escherichia coli 
Cromossomo com 4,6 x 106 pb = 1,5 mm 
Tamanho da bactéria = 2 µm
DNA Genômico Pode ser Linear ou 
Circular
Topologia do DNA
Topologia do DNA
O DNA é Super Hélice
O DNA é Super Hélice
O DNA é capaz de formar e 
desfazer super – hélices sozinho?
Para Pensar
Topoisomerases
Topoisomerases
Empacotamento do DNA 
Procariótico
Empacotamento do DNA 
Eucariótico
Modelo do Complexo 
Nucleossomo
Organização da Cromatina 
Eucariótica