Aula 1- Identificação e natureza química do Material Genético 2013 - 2

Prévia do material em texto

Identificação 
e natureza química do material 
genético 
Profa. Dra. Ana Carolina Silva Siquieroli 
2013 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
CURSO DE AGRONOMIA - MONTE CARMELO 
DISCIPLINA DE GENÉTICA NA AGROPECUÁRIA 
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Gregor Mendel (1865) 
Monge Austríaco – experimentos em cruzamentos entre linhagens que 
haviam herdado variações em ervilhas 
Deduziu a existência de distintos fatores que levavam a informação 
sobre o desenvolvimento dos genitores para a prole 
Tornou-se aparente que a informação que especifica o desenvolvimento 
dos organismos estava contida nos cromossomos do núcleo celular 
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Gene 
Como os genes afetam praticamente toda a estrutura e função de um 
organismo, ser capaz de identificar e determinar o papel dos genes é de 
grande importância 
MUTAÇÕES 
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Ácidos Nucléicos 
 DNA RNA 
Estutura e funções 
distintas 
Proteína 
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Funções do DNA: armazenar e transmitir informações G
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DNA – Material Genético? 
Século XX 
1928 – Frederick Griffith: primeiro passo na identificação do DNA como 
 material genético 
Streptococus pneumoniae 
2 cepas: 
Virulenta - lisa (capa de 
polissacarídeo) - S 
 
Não-virulenta - rugosa - R G
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Experimento de Griffith (1928) 
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Conclusão: Existência de um Princípio Transformante 
Qual seria o componente químico? 
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Experimento de Avery e col. (1944) 
Lipídeos 
destruídos 
RNA 
destruído 
Proteína 
destruída 
DNA 
destruído 
Extrato de linhagem S - 
virulenta 
Polissacarídeos 
destruídos 
Conclusão: o agente transformante e a molécula que carrega a informacão hereditária é o DNA 
 
 
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Experimento de Hershey e Chase 
(1952) - Fagos T2 
Fagos T2 – vírus que infecta bactérias 
Marcações com radioisótopos 
35S - proteínas 
32P - DNA 
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Vírus marcados com 
enxofre radioativo 
Vírus marcados com 
fósforo radioativo 
DNA proteína 
Marcação no interior da 
bactéria 
Marcação está fora da 
bactéria 
Conclusão: o DNA é o material hereditário 
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 Watson e Crick – 1953 
 
Modelo de estrutura do DNA 
baseados em difração de Raios X 
de cristais da molécula . 
 
Dupla Hélice 
Estrutura do DNA 
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A britânica Rosalind Franklin obtem imagens 
de DNA de excelente qualidade, por difração 
de raios X. 
O DNA é longo e fino 
A molécula é helicoidal 
Duas partes similares que são 
paralelas uma à outra. 
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Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1962, junto com os ingles 
Maurice Wilkins. 
Francis Crick James Watson 
Prêmio Nobel - 1962 
 
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Três moléculas constituem o DNA 
Açúcar Grupo 
fosfato 
Base 
nitrogenada 
Grupo Fosfato 
Bases nitrogenadas: 
adenina 
guanina 
citosina 
timina 
Açúcar: 
desoxirribose 
Nucleotídeo 
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Açúcar - pentose 
desoxirribose 
 Atenção 
 
 
Desoxirribose 
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Adenina (A) 
Citosina (C) 
Guanina (G) 
Timina (T) 
Bases Nitrogenadas 
Pirimidinas 
Purinas 
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 Desoxirribonucleotídeos 
Desoxicitidina 5´monofosfato (dCMP) Desoxiguanosina 5´monofosfato (dGMP) 
Desoxitimidina 5´monofosfato (dTMP)Desoxiadenosina 5´monofosfato (dAMP) 
Adenina Timina 
Guanina Citosina 
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Analisando DNAs de organismos 
diferentes 
Pirimidinas Purinas = 
Erwin Chargaff 
 
T + C A + G 
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Dupla Hélice 
Pontes de H 
Ligação 
fosfodiéster 
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Ligações fosfodiéster (nucleotídicas) 
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Propriedades do material genético 
1 – Permitir sua replicação fiel 
2- Possuir um conteúdo informacional 
(sequência de nucleotídeos) 
3- Ser capaz de mudar (sofrer mutações) 
A estrutura de dupla-hélice preenche todos estes requisitos 
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RNA 
Cadeia unifilamentar de 
nucleotídeos 
RNA informacionais – RNA mensageiro: 
intermediário na síntese protéica 
RNA funcionais – são ativos como RNAs e 
não são traduzidos em proteínas 
RNA 
transportador 
RNA ribossômico 
RNA pequeno 
nuclerar - snRNA 
Ribozimas – RNAs que funcionam como 
proteínas enzimáticas 
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Três moléculas constituem o RNA 
Açúcar Grupo 
fosfato 
Base 
nitrogenada 
Grupo Fosfato 
Bases nitrogenadas: 
adenina 
guanina 
citosina 
uracila 
Açúcar: ribose 
Nucleotídeo 
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DNA RNA 
 Atenção 
 
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desoxirribose ribose 
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Ribonucleotídeos 
Adenosina 5´monofosfato 
(AMP) 
Uridina 5´monofosfato (UMP) 
Guanosina 5´monofosfato 
(GMP) 
Citidina 5´monofosfato (CMP) 
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Gene 
1940 - George Beadle e Edward Tatum - início da biologia molecular 
Gene é um segmento do material genético (DNA) que determina ou 
codifica uma enzima 
Um gene uma proteína 
 Biologia Moderna? 
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Genoma 
Genoma: conjunto de cromossomos de uma determinada espécie 
Genoma Humano 
25.000 genes codificantes de 
proteínas 
Dispersos em três bilhões de 
bases de DNA (A, T, C, G) 
Contidos em cada conjunto de 
23 cromossomos 
“De certo modo nós contemos a nós mesmos, embrulhados dentro de nós mesmos, 
repetidos trilhões de vezes”. 
 Hermann J. Muller, 1947 
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Cromossomos 
Os genes são partes de 
estuturas celulares específicas 
e maiores 
 os cromossomos 
Cada cromossomo contém 
uma única e longa molécula de 
DNA densamente dobrada 
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- Haplóide – 1 conjunto de cromossomos 
característico da espécie (n) 
Humanos – 2n = 46 
 
Abelha sem ferrão (Melipona) – 2n =16 
 
Peixe (carpa) – 2n = 104 
 
Número de Cromossomos 
-Diplóide – 2 conjuntos de cromossomos (2n) 
 
Tamanho dos Cromossomos 
- Diferem consideravelmente entre si, dentro 
de um mesmo genoma 
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-Região do cromossomo na qual se ligam as 
fibras do fuso mitótico 
Centrômero 
-Utilizado para distinguir os cromossomos 
Matacêntrico – centrômero 
no meio 
Acrocêntrico – centrômero 
deslocado do centro 
Telocêntrico – centrômero 
em uma ponta 
Estrutura dos Cromossomos 
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Telômero 
Cromatina 
Sequência repetitiva - TTAGGG (telomerase) 
São as extremidades dos cromossomos 
É o material que constitui um cromossomo 
Eucromatina – regiões pouco 
coradas – pouco condensadas - 
genes ativos 
Heterocromatina – regiões 
densamente coradas – muito 
condensadas 
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3
 
nucleossoma 
solenóide 
Empacotamento do DNA: visão geral 
Quanto de DNA existe em um conjunto 
cromossômico ou genoma? 
Célula humana – 1 metro de 
DNA em 23 cromossomos 
Eficiente 
empacotamento 
2 metros de DNA em 46 
cromossomos em uma 
única célula G
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Cromatina: mistura de DNA + proteínas 
Empacotamento do DNA 
Nucleossomo : contas de um colar 
DNA 
Histonas: H2A, H2B, H3 e H4 
octâmero 
G
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Empacotamento do DNA 
Solenóide : espaguete in vivo 
Maior helicoidização 
Histonas H1 
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Empacotamento do DNA 
2 metros de DNA em 46 
cromossomos em uma 
única célula 
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Obrigada!!!! 
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