Aula 10 - DNA e Estrutura Molecular dos Cromossomos (Parte 2)

Prévia do material em texto

 Cada cadeia 
polinucleotídica 
consiste em uma 
cadeia de 
nucleotídeos ligados 
por ligações 
fosfodiéster. 
 Os dois filamentos são mantidos juntos em 
sua configuração helicoidal por ligações de 
hidrogênio entre pares de bases. 
 
 A especificidade do pareamento resulta da 
capacidade da formação das ligações de 
hidrogênio em suas configurações normais. 
 Uma vez conhecida a sequencia de bases de 
um filamento da dupla hélice de DNA a 
sequencia de bases do outro filamento 
também será conhecida, em razão do 
pareamento específico de bases. 
 As estruturas de açúcar-fosfato dos dois 
filamentos complementares são antiparalelos. 
 Ao longo da dupla hélice de DNA as ligações 
fosfodiéster em um filamento vão do carbono 
3’ de um nucleotídeo ao 5’ do nucleotídeo 
adjacente, do filamento complementar vão do 
5’ para o 3’. 
 Os lados planares dos 
pares de base são 
relativamente não-
polares, tendendo a 
ser hidrofóbicos, 
contribuindo p/ 
estabilidade das 
moléculas de DNA. 
 Percebe-se ainda dois 
sulcos não idênticos, 
que terão papel 
fundamental na 
regulação da 
expressão gênica, 
uma vez que vão 
determinar as 
interações com as 
proteínas. 
 A estrutura de dupla hélice descrita por 
Watson-Crick é chamada de DNA B. 
 Em altas concentrações de sais ou em estado 
parcialmente desidratado o DNA existe como 
DNA A. 
 O DNA Z tem giro p/ esquerda e 12 pares de 
nucleotídeos por giro. 
 Trata-se de outro nível de organização, onde um 
filamento é cortado e girado ao redor do outro. 
 São introduzidas e removidas por enzimas 
envolvidas no processo 
 Grande parte do DNA em eucariotos não 
contém genes. 
 Quando a cromatina é isolada de núcleos 
interfásicos os cromossomos individuais não 
são reconhecíveis 
 Cromatina: DNA e Proteínas (algum RNA) 
◦ Proteínas: Histonas (proteínas básicas, com carga 
positiva em pH neutro) e Não-histonas (grupo 
heterogêneo de proteínas ácidas). 
 Estão presentes na cromatina de todos os 
eucariotos em quantidade equivalente ao 
DNA. 
 As Histonas consistem em 5 classes de 
proteínas: H1, H2a, H2b, H3 e H4. 
◦ Proporções: 1:2:2:2:2 
◦ OBS: as modificações químicas das histonas podem 
alterar podem alterar a estrutura cromossômica, 
influenciando diretamente na expressão gênica. 
 Um cromossomo eucariótico contem de 1 a 
20 cm de DNA. 
 Durante a metáfase esta molécula encontra-
se compactada em um cromossomo de 1 a 
10 µm – modelo uninêmico. 
 O que acontece para uma molécula de DNA 
conseguir uma compactação de ~104 vezes 
de seu tamanho? 
 
 Quando a cromatina é isolada e examinada por 
microscopia eletrônica, ela aparece como uma 
série de contas elípticas (nucleossomos) unidas 
por finos filamentos (ligadores). 
 
 Micrografias eletrônicas de cromossomos 
metafásicos isolados exibem massas de 
fibras muito helicoidizadas de ~30nm – as 
fibras de cromatina. 
◦ Os nucleossomos (10 nm) enrolados em uma 
super-hélice de ordem maior (solenóide) que geram 
as fibras de cromatina (30 nm). 
 Arcabouço de 
proteínas não-
histônicas. 
1) O primeiro nível de compactação envolve 
compactar o DNA como uma super-hélice 
negativa em nucleossomos. 
2) O segundo nível de condensação envolve 
um dobramento adicional do nucleossomo 
para produzir a fibra de cromatina. 
3) O terceiro nível, envolve as proteínas não-
histônicas formando um arcabouço que 
envolve as fibras de cromatina. 
 O movimento para polos opostos observados na 
Anáfase depende da ligação dos microtúbulos a 
regiões específicas do cromossomo – centrômero. 
 São as extremidades dos cromossomos eucarióticos. 
 Em 1983 Hermann Muller demonstrou que 
cromossomos em drosófilas sem pontas naturais 
(produzidas por quebras cromossômicas com raios X) 
não eram transmitidos para a prole. 
 Bárbara McClintock demonstrou que novas pontas de 
cromossomos quebrados são adesivas e tendem a se 
fundir uma com a outra. 
 As pontas naturais dos cromossomos normais são 
estáveis e não tendem a se fundir com pontas outras 
pontas quebradas ou nativas. 
 A replicação das moléculas lineares de DNA não 
permitem a duplicação de ambos os filamentos de 
DNA nas pontas da molécula. 
 Possíveis funções dos telômeros: 
◦ Impedir que nucleases degradem as pontas das moléculas 
lineares de DNA. 
◦ Evitar a fusão das pontas com outras moléculas de DNA. 
◦ Facilitar a replicação das pontas das moléculas de DNA sem 
perda de material. 
 Os telômeros dos cromossomos eucarióticoss possuem 
sequências curtas de nucleotídeos em tandem: 
 5’T1-4A0-1G1-83’ 
 
 Humanos e outros vertebrados: 
 5’TTAGGG3’ 
Em cél. somáticas humanas os telômeros ocntém de 500 a 
3.000 repetições e gradualmente se encurtam com a idade. 
Em cél. da linhagem germinativa e das cancerosas não se 
encurtam com a idade. 
 A maioria dos telômeros terminam com uma região 
unifilamentar rica em G, podendo variar de 125 a 275 
bases em humanos. 
 Essa sequencia tem a capacidade de formar várias 
estruturas com ligações de H diferentes das 
apresentadas por Watson e Crick. 
◦ Ex: quatro guaninas podem formar o Quarteto G. 
◦ Ex: Alfa-T