Aula 14 - Ácidos nucléicos

Prévia do material em texto

07/06/2013
1
Prof. Rodrigo Silva
ÁCIDOS 
NUCLEICOS.
Prof. Rodrigo Silva
Dois tipos de células:
• Células procarióticas: sem núcleo; organização interna 
simples
• Células eucarióticas: estrutura interna complexa, 
incluindo um núcleo com membrana definida
Prof. Rodrigo Silva
Toda a vida na terra evoluiu a partir de um progenitor 
comum, unicelular.
Prof. Rodrigo Silva
Apesar de diferenças na organização das células procarióticas e 
eucarióticas, todas compartilham algumas características estruturais e 
realizam processos complexos basicamente do mesmo modo.
Células eucarióticas: mais 
complexas
DNA controla moléculas e 
fenótipos
Gregor mendel - 1865
Ervilhas
Walter Flemming - 1882
Cromossoma
Johann Miescher - 1869 
Nucleína
Erwin Chargaff - 1949 
Bases nitrogenadas
Rosalind Franklin - 1952 
Raio X - DNA
Prof. Rodrigo Silva
Estrutura da molécula de DNA
“O segredo da vida” (1953)
James WatsonJames WatsonFrancis CrickFrancis Crick
07/06/2013
2
Princípio transformante?
Deste fato, podia-se ter duas 
explicações:
1. As bactérias S mortas haviam 
ressuscitado, o que seria um 
absurdo.
2. As bactérias R haviam sido 
transformadas em bactérias S por 
algum tipo de substância liberada 
pelas bactérias mortas.
Essa substância foi chamada de 
“princípio transformante” e essa 
transformação das bactérias R em S, 
foi chamada de transformação 
bacteriana.
Identificação do material hereditário em bactérias
Princípio transformante de Griffith (1928)
Prof. Rodrigo Silva
Acreditava-se até o momento que o poder transformante era das proteínas. 
O único tratamento que fez o extrato perder completamente o seu 
“poder transformante” foi o tratamento com DNAse.
Amilase Protease Ribonuclease DNAse
Prof. Rodrigo Silva
O que são ácidos nucléicos?
• Uma das maiores e mais complexas 
biomoléculas dos seres vivos...
• Polímero linear (circular), composto por 
várias subunidades, os nucleotídeos(~220 
milhões de pb/cromossomo).
• Moléculas longas (milhões de nucleotídeos).
• São ácidos pois são carregados 
eletronegativamente (pH 7.0).
Prof. Rodrigo Silva
Tipos de ácidos nucléicos
• DNA: Ácido desoxirribonucléico
• RNA: Ácido Ribonucléico
CARACTERÍSTICAS
1. Estocar a informação e transmitir com precisão para a prole.
2. Deve controlar o desenvolvimento do organismo.
3. Deve ser passível de mudanças para suportar a evolução.
Prof. Rodrigo Silva
A espécie humana tem
46 cromossomos, cada
um com seu conjunto
de genes.
DNA
GENE
Cromossomo
Prof. Rodrigo Silva
Estrutura do DNA
Moléculas contêm as instruções genéticas
que coordenam o desenvolvimento e 
funcionamento de todos os seres vivos e 
alguns vírus. 
Informação genética Genes Dupla fita em Hélice
07/06/2013
3
Prof. Rodrigo Silva
DNA circular
1. Todos os genomas de 
procariotos
2. Muitos DNAs virais
3. Mitocôndrias
4. cloroplastos
Prof. Rodrigo Silva
Estrutura dos nucleotídeos
• Cada nucleotídeo consiste de 2 tipos de
monossacarídeos (desoxirribose – DNA e 
ribose - RNA) ligado a um lado por um grupo 
de fosfato e ligado ao outro lado a uma base 
nitrogenada (4 tipos).
• Existem duas classes de bases nitrogenadas 
chamadas purinas (estruturas aneladas 
duplas) e pirimidinas (estruturas aneladas 
simples).
Recordar é viver...
Prof. Rodrigo Silva Prof. Rodrigo Silva
Bases nitrogenadas
Prof. Rodrigo Silva
As quatro bases no “alfabeto” do DNA são:
Adenina (A) - purina 
Citosina (C) - pirimidina 
Guanina (G) - purina 
Timina (T) - pirimidina 
Açúcar + BN = Nucleosídeo
Nucleosídeo + grupo Fosfato = Nucleotídeo
Prof. Rodrigo Silva
Pontes
De
Hidrogênio
Ligações
Fosfodiéster
07/06/2013
4
Prof. Rodrigo Silva
Os nucleotídios podem ligar-se formando fitas polinucleotídicas.
Prof. Rodrigo Silva
Os nucleotídios podem ligar-se formando fitas polinucleotídicas.
Prof. Rodrigo Silva
Estrutura da molécula de DNA
Ligação fosfodiéster
Eletronegatividade
do DNA.
Associações de íons 
carregados positivamente
Prof. Rodrigo Silva
Lei de Chargaff: 
A=T 
G=C
Especificidade da interação das 
bases purínicas e pirimídicas.
Prof. Rodrigo Silva
As bases nitrogenadas podem unir-se por pontes de 
hidrogênio, de modo específico:
A T
Prof. Rodrigo Silva
As bases nitrogenadas podem unir-se por pontes de 
hidrogênio, de modo específico:
A T
07/06/2013
5
Prof. Rodrigo Silva
As bases nitrogenadas podem unir-se por pontes de 
hidrogênio, de modo específico:
G C
A T
Prof. Rodrigo Silva
As bases nitrogenadas podem unir-se por pontes de 
hidrogênio, de modo específico:
G C
A T
Prof. Rodrigo Silva
Duas fitas polinucleotídicas, com seqüências de 
bases complementares, podem assim combinar 
formando uma fita dupla.
Prof. Rodrigo Silva
Duas fitas polinucleotídicas, com sequências de bases 
complementares, podem combinar formando uma fita dupla.
As duas fitas são anti-
paralelas.
Dispostas em direções 
opostas.
Ca
de
ia
 p
rin
ci
pa
l (
Se
ns
o)
Cadeia Com
plem
entar (Anti-senso)
5´
5´
3´
3´
Prof. Rodrigo Silva
Em uma das extremidadas de uma fita, fica livre o 
carbono 5’; na outra, o carbono 3’ extremidades 
5’ e 3’ do DNA.
5’
3’
3’
5’
As informações contidas...
Prof. Rodrigo Silva
Gene: Parte das informações contidas na molécula de DNA.
07/06/2013
6
Resumidamente
• O DNA e o RNA são polímeros de nucleotídeos unidos 
por ligações fosfodiéster, de modo a formar um 
esqueleto açúcar-fosfato.O açúcar ou pentose presente 
no RNA é a ribose e no DNA é a desoxirribose. Dois tipos 
de bases nitrogenadas, purinas e pirimidinas, estão 
ligadas ao esqueleto açúcar-fosfato. A seqüência de 
bases é a característica fundamental da estrutura 
primária dos ácidos nucléicos. Esta seqüência no DNA é 
a informação (informação genética) responsável pela 
seqüência dos aminoácidos em uma dada cadeia 
polipeptídica.
Prof. Rodrigo Silva
Níveis 
estruturais dos 
ácidos 
nucléicos.
Prof. Rodrigo Silva
Prof. Rodrigo Silva
As duas fitas formam a dupla hélice.
Prof. Rodrigo Silva
Estrutura da molécula de DNA
A molécula de DNA pode ser desnaturada.
Prof. Rodrigo Silva
Estrutura da molécula de DNA
A molécula de DNA pode ser copiada.
Prof. Rodrigo Silva
Compactação do DNA
• O comprimento total dos 46 cromossomas 
humanos tem menos que 0,5 mm, entretanto 
se extendido pode atingir muitos metros.
SUPER-COMPACTAÇÃO
• Primário – Seqüência linear de bases;
• Secundário I – Dupla hélice;
• Secundário II - (histonas) formando os nucleossomos; 
• Terciário - enrolado com os nucleossomas - estrutura solenoide; 
• Quaternária - “loops”. 
07/06/2013
7
Prof. Rodrigo Silva
Nucleossomo Estrutura da cromatina
8 moléculas de 
Histonas
DNA
Prof. Rodrigo Silva
Cromatina é o conteúdo 
interno do núcleo da 
célula que não está em 
divisão, 
A compactação do A compactação do 
DNA em DNA em 
cromossomos.cromossomos.
Dupla héliceDupla hélice
Associação com Associação com 
HistonasHistonas
NucleossomosNucleossomos
Formação de alçasFormação de alças
Propriedades dos ácidos nucléicos.
Dupla hélice 
nativa
Separação 
das fitas
Início da 
reconstituição 
das fitas
Reconstituição 
total das fitas
Calor Resfriamento Resfriamento
Biossíntese de 
ácidos nucléicos.
07/06/2013
8
DUPLICAÇÃO
Processo semi-conservativo
Passo a passo da duplicação do 
DNA.
• No processo de duplicação do DNA, as pontes 
de hidrogênio entre as bases se rompem e as 
duas cadeias começam a se separar. 
Helicase
Passo a passo da duplicação do 
DNA.
• Logoa seguir, novos nucleotídeos, iguais aos 
anteriores, se unem a fita rompida. A enzima
DNA-polimerase é quem comanda o encaixe dos 
novos nucleotídeos nessa fita. 
DNA-polimerase
Passo a passo da duplicação do 
DNA.
• Durante o encaixamento dos novos nucleotídeos é 
obedecido o emparelhamento das bases 
nitrogenada (A-T e C-G). Por esse motivo, a 
sequência de bases do filamento antigo determina 
a sequência do filamento de bases que está sendo 
formado. 
DUPLICAÇÃO SEMI-CONSERVATIVA
DNA Duplicação DNA DNA
07/06/2013
9
TRADUÇÃO
Os principais tipos de RNA
• RNA transportador (tRNA)
• RNA ribossomal (rRNA)
• RNA mensageiro (mRNA)
SÍNTESE DE PROTEÍNAS
DNA RNA PROTEÍNAS
Transcrição Tradução
rRNA tRNA mRNA
Combina-se com 
PTNs formando os 
ribossomos – locais 
da síntese de PTNs
Transporta os Aas 
para os locais de 
síntese protéica.
Determina a 
sequencia de Aas da 
PTN a ser formada.
CÓDONs
Anti-
CÓDONs
1 códon  3 nucleotídeos no RNAm
7 códons  21 nucleotídeos
A U C G G A U G A A G A C U U A C G G C G
Código genético degenerado
Um aminoácido 
pode ser gerado 
por mais de um 
CÓDON!