7 Núcleo O dogma da biologia Molecular

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BIOLOGIA CELULAR - SDE0906
Semana Aula: 7
Núcleo: O dogma da Biologia Molecular
Tema
Núcleo: O dogma da Biologia Molecular
Palavras-chave
DNA, RNA, replicação, transcrição, tradução
Objetivos
Compreender que o fluxo da informação genética é direcionado pela molécula de DNA;
Identificar as principais diferenças entre os nucleotídeos dos ácidos nucleicos (DNA e 
RNA);
Caracterizar as estruturas de DNA e RNA;
Compreender a importância e os eventos da replicação da molécula de DNA para os seres 
vivos;
Distinguir as funções executadas pelos diferentes tipos de RNA (mRNA, tRNA e rRNA) 
no fluxo da informação genética;
Entender que os ribossomos direcionam a tradução do mRNA, assim como a formação 
das ligações peptídicas entre os aminoácidos presentes em uma proteína.
Estrutura de Conteúdo
Aspectos que devem ser discutidos na aula:
 
Unidade 3: Núcleo Celular
3.5. Ácidos Nucleicos
 
O núcleo da célula possui toda a informação genética contida na molécula de DNA, tendo 
essa capacidade de se replicar e de comandar as funções celulares.
 
As informações são processadas através da síntese de proteínas, comandadas pelo DNA.
 
O fluxo da informação genética ocorre a partir do DNA que se replica, e que é transcrito 
em uma molécula de mRNA.
 
Os ácidos nucleicos são macromoléculas, constituídas por unidades monoméricas 
funcionais chamadas de nucleotídeos.
 
Os ácidos nucleicos são classificados em: Ácido Desoxirribonucleico (DNA) e Ácido 
Ribonucleico (RNA).
 
 
Os nucleotídeos são formados por: um carboidrato (pentose), uma base nitrogenada e 
grupamento fosfato. Os carbonos 5 e 3 da pentose fazem parte da ligação fosfodiéster 
entre dois nucleotídeos da mesma cadeia.
 
A pentose desoxirribose pertencente ao DNA não tem oxigênio no carbono 2 em 
comparação com a pentose ribose pertencente ao RNA.
 
Existem dois grupos de bases nitrogenadas nos ácidos nucleicos, as purinas (Adenina e 
Guanina) e as pirimidinas (Timina, Uracila, e Citosina).
 
Estão presentes apenas quatro bases nitrogenadas no DNA e no RNA, sendo Adenina, 
Timina, Guanina e Citosina as bases nitrogenadas presentes no primeiro ácido nucleico e 
Adenina, Uracila, Guanina e Citosina, no segundo.
 
A molécula de DNA está presente no núcleo das células eucarióticas, nas mitocôndrias e 
nos cloroplastos, e no citoplasma das células procarióticas.
 
Nas células germinativas e no ovo fertilizado, o DNA dirige todo o desenvolvimento do 
organismo, a partir da informação contida em sua estrutura.
 
O DNA é duplicado cada vez que a célula somática se divide.
 
O DNA é uma molécula composta de duas cadeias polinucleotídicas em hélice, apresenta 
fitas antiparalelas (direcionamento 5?-3? e 3?-5?) e complementares (A-T e C-G).
 
Os nucleotídeos da mesma cadeia são mantidos unidos por ligação fosfodiéster entre o 
carbono 5 da pentose de um nucleotídeo e o carbono 3 do outro nucleotídeo, e que as 
pontes de hidrogênio mantêm a união entre os nucleotídeos pareados (AT; CG).
 
A molécula de DNA é composta por extremidades 5? e 3?, assim designadas por causa do 
carbono 5 e 3 da pentose.
 
O dogma da Biologia Molecular compreende a relação entre as três diferentes moléculas, 
DNA, RNA e proteínas.
 
A síntese de proteína é direcionada por eventos como: replicação da molécula de DNA, 
transcrição e tradução.
 
A molécula de DNA se replica, ela é transcrita em mRNA (fita simples), e então, essa é 
traduzida em Proteína, que apresenta estrutura enovelada.
 
Fases do fluxo da informação genética: replicação do DNA, transcrição e tradução.
 
A replicação do DNA ocorre para perpetuar a espécie, manutenção de um tecido e o 
desenvolvimento de um indivíduo.
 
A replicação do DNA é semiconservativa, uma vez que as ?moléculas-filhas? conservam 
a metade da ?molécula-mãe?.
 
Na replicação do DNA, a fita é polimerizada no sentido 5´ - 3, sendo catalisada pela 
DNA polimerase. 
 
Uma das fitas é polimerizada de forma contínua e outra de forma descontínua pelo 
auxílio de um de primer de RNA.
 
Na forma descontínua encontra-se o fragmento de Okazaki que é a união do primer de 
RNA com o DNA recém sintetizado.
 
A transcrição consiste na produção de uma molécula de mRNA a partir da informação 
genética contida no DNA.
 
A transcrição ocorre pelo processo de polimerização feita pela RNA polimerase a partir 
da fita molde de DNA.
 
O mRNA é polimerizado no núcleo e vai para o citoplasma 
ser traduzido pelos ribossomos.
 
No processo de tradução Participam três tipos de RNA: mRNA , tRNA e rRNA.
 
O mRNA é formado no núcleo e que contém o código transcrito a partir do DNA para 
síntese de proteínas, sendo composto por um conjunto de 3 nucleotídeos chamado 
CÓDON.
 
Existem três códons, dos 64 existentes, que indica o final da tradução.
 
O tRNA está presente no citoplasma, e apresenta um anticódon complementar ao códon, 
transportando, portanto, os aminoácidos até os ribossomos para síntese proteica.
 
A molécula de rRNA se associa com proteínas para formar a estrutura dos ribossomos 
que são constituídos de subunidades.
 
Os ribossomos são responsáveis pela leitura dos códons e pela formação das ligações 
peptídicas que unem os aminoácidos para formar a estrutura primária da proteína.
Estratégias de Aprendizagem
O aluno deverá identificar as principais diferenças estruturais entre os ácidos 
nucleotídeos (DNA e RNA), ressaltando que essas moléculas são compostas por unidades 
monoméricas funcionais chamadas de nucleotídeos. Portanto, o aluno deve entender que 
os nucleotídeos se ligam em uma mesma cadeia polinucleotídica por ligações 
fosfodiéster, e que o pareamento entre as bases nitrogenadas somente ocorre na molécula 
de DNA através de pontes de hidrogênio. 
Também deverá compreender que toda a informação genética é direcionada pelo DNA, 
sendo todas as proteínas codificadas por um determinado gene, ou seja, por uma 
sequência nucleotídica presente na molécula de DNA capaz de ser transcrita em mRNA, 
e que ao nível dos ribossomos é traduzido em proteína, uma vez que os códons são 
determinantes no tipo de aminoácido presente na estrutura primária de uma proteína.
Para aprofundar o estudo o aluno deverá ler com atenção o material didático, acessar o 
livro virtual, busca de informações complementares em outros livro e em artigos 
científicos, retomar o que foi apresentado na aula e navegar no SAVA utilizando os 
objetos de aprendizagem referentes à aula como quiz, atividade e vídeos complementares.
O aluno deverá conferir com o professor, durante a aula, outras dicas de leitura ou 
possíveis sugestões para seu aprendizado e que não estejam explicitadas no plano de aula.
Seguem comentários dos vídeos apresentados em sala de aula:
Vídeo 1 ?Cromossomo e DNA?. Esse vídeo tem como objetivo principal mostrar a 
estrutura de uma molécula de DNA, a partir de sua desnaturação, sendo essa composta 
por duas cadeias pareadas por pontes de hidrogênio.
Link: https://www.youtube.com/watch?v=GdaSIVHIZkI
Vídeo 2 ?Replicação do DNA?. Esse vídeo mostra os processos ocorridos durante a 
replicação da molécula de DNA, principalmente em relação a polimerização que é de 
forma contínua e outra de forma descontínua com auxílio do primer de RNA e a 
formação do fragmento de Okazaki.
Link: https://www.youtube.com/watch?v=4eoFzZRyWGk
Vídeo 3 ?Síntese de Proteína?. O vídeo mostra a síntese da proteína, principalmente, no 
que se refere a tradução ao nível dos ribossomos.
Link: https://www.youtube.com/watch?v=ZmkEPuYQE8k
Também estão disponíveis os seguintes vídeos complementares referentes ao conteúdo da 
aula:
1- Síntese proteica
https://www.youtube.com/watch?v=FNtVpmr4JhY
 2- Replicação do DNA
https://www.youtube.com/watch?v=vNXFk_d6y80
3- Transcrição do DNA
https://www.youtube.com/watch?v=fynGKohVYHw
4- Explicação DNA
https://www.youtube.com/watch?v=GdaSIVHIZkI5-DNA - Ácido desoxirribonucleico
https://www.youtube.com/watch?v=-j4hj1sKrII
6- DNA
https://www.youtube.com/watch?v=0KbxQ5gRQkU
7- Histonas
https://www.youtube.com/watch?v=5-X0wWjHGjI
8- ADN Histonas Cromosomas
https://www.youtube.com/watch?v=1RtFZ6DBJGk
 
Indicação de Leitura Específica
Leitura do Capítulo 4 do livro Introdução à Biologia Celular
Capítulo 4: Núcleo e Cromossomos
Aplicação: articulação teoria e prática
Nas aulas serão utilizados objetos de aprendizagem para articulação da teoria e da prática. 
No SAVA estão disponíveis quiz, jogos, vídeos apresentados na aula e outros vídeos 
complementares referentes aos conteúdos da aula.
Exercício proposto em aula:
1) (UFMG) Se o total de bases nitrogenadas de uma sequência de DNA de fita dupla é 
igual a 240, e nela existirem 30% de adenina, o número de moléculas de guanina será:
 
a) 48
b) 72
c) 120
d) 144
e) 168
2) (PUC-SP) ["] De outro lado, o galardão de química ficou com os inventores de 
ferramentas para estudar proteínas, os verdadeiros atores do drama molecular da vida. É 
verdade que a Fundação Nobel ainda fala no DNA como o diretor da cena a comandar a 
ação das proteínas, mas talvez não seja pretensioso supor que foi um lapso, e que o sinal 
emitido por essas premiações aponta o verdadeiro futuro das pesquisas biológicas e 
médicas muito além do genoma e de seu sequenciamento (uma simples soletração)."
LEITE, Marcelo. De volta ao sequenciamento. Folha de S. Paulo- 20 out. 2002.
O autor se refere às proteínas como "atores do drama molecular"e ao DNA como "diretor 
de cena". Essa referência deve-se ao fato de:
 
a) Não ocorrer uma correlação funcional entre DNA e proteínas no meio celular.
b) O DNA controlar a produção de proteínas e também atuar como catalisador de reações 
químicas celulares.
c) O material genético ser constituído por proteínas.
d) As proteínas não terem controle sobre o metabolismo celular.
e) O DNA controlar a produção de proteínas e estas controlarem a atividade celular.
Considerações Adicionais
Para próxima aula Leitura do Capítulo 5 do livro Introdução à Biologia Celular 
Capítulo 5: Componentes Citoplasmáticos