Biologia molecular - DNA

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Biologia Molecular Aplicada Biologia Molecular Aplicada àà FarmFarmááciacia
Profa. Dra. Nadia Accioly P. NogueiraProfa. Dra. Nadia Accioly P. Nogueira
Biologia MolecularBiologia Molecular
LabMicroLabMicro
DNA DNA –– A molA moléécula da vidacula da vida
DNA DNA –– A molA moléécula da vidacula da vida
Estrutura Replicação Reparo
www.stanford.edu/.../ causes/mutation/q5.htmlwww.stanford.edu/.../ causes/mutation/q5.html
VIDAVIDA
Capacidade da cCapacidade da céélulalula
ArmazenarArmazenar ResgatarResgatar TraduzirTraduzir
InformaInformaçções genões genééticasticas
INFORMAINFORMAÇÇÃO GENÃO GENÉÉTICATICA
GeraGeraçção ão →→ GeraGeraççãoão CCéélula lula →→ CCéélulalula
ReproduReproduççãoão Divisão celular Divisão celular 
Material GenMaterial Genééticotico
�� Substância que contem as Substância que contem as informainformaççõesões que que 
especificam as caracterespecificam as caracteríísticas herdadassticas herdadas
��EstEstááveisveis
��Capaz de ser expressa pela cCapaz de ser expressa pela céélulalula
��ReplicaReplicaçção precisaão precisa
��Transmissão de forma inalteradaTransmissão de forma inalterada
��DNA DNA –– áácido desoxirribonuclcido desoxirribonuclééico ico 
��Maioria dos organismosMaioria dos organismos
��RNA RNA –– áácido ribonuclcido ribonuclééico ico 
��VVíírus rus 
Material GenMaterial Genééticotico
�� Como sabemos que o DNA Como sabemos que o DNA éé o material geno material genéético?tico?
�� 1928: Frederick Griffith1928: Frederick Griffith
��PrincPrincíípio transformantepio transformante
�� 1943: Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty1943: Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty
��Digestão enzimDigestão enzimááticatica
�� 1952: Alfred Hershey e Martha Chase1952: Alfred Hershey e Martha Chase
�� InfecInfecçção bacteriana por bacterião bacteriana por bacterióófagosfagos
�� Por que o DNA Por que o DNA éé o material geno material genéético? Que propriedades tico? Que propriedades 
do DNA o tornam ideal para ser o material gendo DNA o tornam ideal para ser o material genéético?tico?
Material GenMaterial Genééticotico
CCéélulas procarilulas procarióóticas ticas –– Divisão celularDivisão celular
www.emc.maricopa.edu/.../ BIOBK/BioBookmito.html
www.anselm.edu/.../ genbio/mitosisnot.html
Fonte: Alberts et al. 2002
CCéélulas eucarilulas eucarióóticas: ticas: 
Divisão celularDivisão celular
SSééculo XX: Nasce Ciência Genculo XX: Nasce Ciência Genéética e tica e 
muitas perguntasmuitas perguntas
�� GenGenééticatica
�� Estudo da hereditariedadeEstudo da hereditariedade
�� De que material os genes são formados?De que material os genes são formados?
�� Que tipo de molQue tipo de moléécula seria capaz de tanta cula seria capaz de tanta 
precisão e quase ilimitada replicaprecisão e quase ilimitada replicaçção?ão?
SSééculo XX: Nasce Ciência Genculo XX: Nasce Ciência Genéética e tica e 
muitas perguntasmuitas perguntas
�� Como as instruComo as instruçções são fisicamente ões são fisicamente 
organizadas no interior das corganizadas no interior das céélulas?lulas?
�� Como a informaComo a informaçção genão genéética tica éé copiada e copiada e 
transmitida?transmitida?
�� Como as proteComo as proteíínas são especificadas pelas nas são especificadas pelas 
informainformaçções contidas no DNA?ões contidas no DNA?
Conhecimentos acumulados atConhecimentos acumulados atéé o o 
inicio do Sinicio do Sééculo XXculo XX
�� Genes estão nos cromossomosGenes estão nos cromossomos
�� CromossomosCromossomos
�� DNADNA
�� ProteProteíínasnas
�� Quais seriam as molQuais seriam as molééculas armazenadoras das culas armazenadoras das 
informainformaçções genões genééticas ???ticas ???
�� ProteProteíínas?nas?
�� DNA?DNA?
�� RNA?RNA?
�� LipLipíídeos?deos?
DNA ou ProteDNA ou Proteíínas?nas?
www.agen.ufl.edu/.../ lect/lect_02/lect_02.htm
Os genes são feitos de DNAOs genes são feitos de DNA
Francis Crick e James Watson e a estrutura da Francis Crick e James Watson e a estrutura da dupladupla--hhéélice do lice do 
DNA, 1953 DNA, 1953 
ReplicaReplicaçção fiel do DNAão fiel do DNA
Como o DNA codifica proteComo o DNA codifica proteíínas (parcialmente)nas (parcialmente)
Como a molComo a moléécula de DNA faria sua cula de DNA faria sua 
ccóópia?pia?
�� ReplicaReplicaçção semiconservativa?ão semiconservativa?
�� ReplicaReplicaçção conservativa?ão conservativa?
�� ReplicaReplicaçção dispersa?ão dispersa?
Proposta original de Fransis Ckrick e Proposta original de Fransis Ckrick e 
James Watson para a replicaJames Watson para a replicaçção do DNA ão do DNA 
Matthew Meselson e Franklin Stahl Matthew Meselson e Franklin Stahl 
1958): Experimento com bact1958): Experimento com bactéérias rias 
confirma a proposta de Watson e confirma a proposta de Watson e 
Crick para a replicaCrick para a replicaçção do DNAão do DNA
O fluxo da informaO fluxo da informaçção genão genééticatica
O DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULARO DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
www.ucm.es/.../ Transcripcion/Transcripcion.htm
www.ucm.es/.../ Transcripcion/Transcripcion.htm
Os participantes do dogma central da 
biologia molecular
�� DNADNA
�� RNARNA
�� PROTEPROTEÍÍNASNAS
Como o alfabeto de nucleotComo o alfabeto de nucleotíídeos deos éé utilizado para utilizado para 
criar mensagens e o que ele codifica?criar mensagens e o que ele codifica?
Seqüência linear de Nucleotídeos
↓
Seqüência linear de Aminoácidos
↓
Estrutura tridimensional das proteínas
↓
Propriedades e estrutura celular
Mas como ocorre esse processo?
??
??
??
www.techfak.uni-bielefeld.de/.../welcome2.html
DNA DNA –– ÁÁcido desoxirribonuclcido desoxirribonuclééicoico
A estrutura do DNAA estrutura do DNA
�� 2 fitas 2 fitas 
complementares de complementares de 
nucleotnucleotíídeosdeos
�� NucleotNucleotíídeodeo
�� AAçúçúcarcar
�� PentosePentose
�� DesoxirriboseDesoxirribose
�� FosfatoFosfato
�� Base nitrogenadaBase nitrogenada
�� A, G, C, TA, G, C, T
A dupla hélice
de DNA
NucleotNucleotíídeo deo –– A unidade de construA unidade de construçção ão 
do DNAdo DNA
Açúcar
Grupo 
Fosfato
Base 
nitrogenada
H
Desoxirribose: o aDesoxirribose: o açúçúcar do DNAcar do DNA
Fonte: www.arrakis.es/ ~lluengo/anucleicos.html
DNADNARNARNA
As bases nitrogenadas dos As bases nitrogenadas dos áácidos cidos 
nuclnuclééicosicos
�� Uracila Uracila éé uma base uma base 
nitrogenada nitrogenada 
encontrada encontrada 
somente no RNAsomente no RNA
O pareamento especO pareamento especíífico das bases fico das bases 
ocorre por meio de pontes de hidrogênioocorre por meio de pontes de hidrogênio
�� Uma base purina Uma base purina 
(A, G) pareia com (A, G) pareia com 
uma base pirimidina uma base pirimidina 
(T, C)(T, C)
Fonte: www.virtual.epm.br/.../ estrut/html/tridimen.htm
O grupo fosfato do DNAO grupo fosfato do DNA
www.biology.lsu.edu/.../ OrganicMolecules.html
A dupla hA dupla héélice do DNAlice do DNA
http://portalmie.com/escoteiros/2009/04/11/bacteria-acido-desoxirribonucleico-parte-19-226-254/
A replicaA replicaçção do DNA ão do DNA 
http://terragiratg.blogspot.com/2009/09/replicacao-do-dna.html
Lembrando conceitos importantesLembrando conceitos importantes
�� O DNA O DNA éé a mola moléécula da informacula da informaçção genão genééticatica
�� O Genoma O Genoma éé o conjunto de todas as o conjunto de todas as 
informainformaçções contidas no DNA de um ões contidas no DNA de um 
organismoorganismo
O nosso grande genomaO nosso grande genoma
�� CCéélula humanalula humana
�� 1 metro de DNA1 metro de DNA
�� 3.000.000.000 nucleot3.000.000.000 nucleotíídeosdeos
�� SeqSeqüüência de nucleotência de nucleotíídeos de um
pequeno gene deos de um pequeno gene 
escrita em quatro letrasescrita em quatro letras
�� = = ¼¼ de uma pde uma páágina tamanho A4gina tamanho A4
�� SeqSeqüüência completa do DNA humanoência completa do DNA humano
�� ≅≅ 1.000 livros de 750 p1.000 livros de 750 pááginasginas
Hereditariedade Hereditariedade ⇔⇔ 2 fitas de DNA com 2 fitas de DNA com 
seqseqüüências de bases complementaresências de bases complementares
web.uconn.edu/gage/ Pages/229Notes.html
CaracterCaracteríísticas da replicasticas da replicaçção do DNAão do DNA
�� RAPIDEZRAPIDEZ
�� CCéélula animal: lula animal: 
�� 8 horas8 horas
�� Replica todo seu genomaReplica todo seu genoma
�� Capaz de copiar 1.000 livros com cerca de 750 pCapaz de copiar 1.000 livros com cerca de 750 pááginas, tamanho ginas, tamanho 
A4A4
�� PRECISÃO PRECISÃO 
�� Erros: 1/10Erros: 1/109 9 nucleotnucleotíídeos pareados = 1deos pareados = 1--2 letras erradas em 2 letras erradas em 
1.000 livros1.000 livros
�� SEMICONSERVATIVASEMICONSERVATIVA
�� ANTIPARALELAANTIPARALELA
�� SINCRÔNICASINCRÔNICA
�� Como ocorre a sComo ocorre a sííntese do DNA?ntese do DNA?
REPLICAREPLICAÇÇÃOÃO
�� A replicaA replicaçção do ão do 
DNA ocorre DNA ocorre 
sempre na diresempre na direçção ão 
55’’→→ 33’’
O DNA atua como um molde para a O DNA atua como um molde para a 
sua prsua próópria spria sííntesentese
Quais os elementos envolvidos na Quais os elementos envolvidos na 
replicareplicaçção do DNA?ão do DNA?
�� Origem de replicaOrigem de replicaççãoão
�� Forquilha de replicaForquilha de replicaççãoão
�� MMááquina de replicaquina de replicaçção ão 
A replicaA replicaçção do DNA tem inão do DNA tem iníício na cio na 
origem de replicaorigem de replicaççãoão
��Origem de replicaOrigem de replicaççãoão
��ProcariProcarióóticos: 100 pb; 1 ORticos: 100 pb; 1 OR
��EucariEucarióóticos: 10.000 ORticos: 10.000 OR
��SeqSeqüüência de nucleotência de nucleotíídeos da ORdeos da OR
��Afinidade pelas Afinidade pelas proteproteíínas iniciadoras da replicanas iniciadoras da replicaççãoão
��Rica em A=T Rica em A=T ⇒⇒ FFáácil de abrir cil de abrir 
� A bolha de 
replicação é
formada no início 
da replicação do 
DNA
�� O inO iníício da cio da 
replicareplicaçção em ão em 
bactbactéériasrias
Forquilha de replicaForquilha de replicaççãoão
�� Local da sLocal da sííntese do ntese do 
DNADNA
�� 1 OR 1 OR ⇔⇔ 2 FR2 FR
�� DireDireçção da são da sííntese de ntese de 
DNA: 5DNA: 5’’→→ 33’’
�� Velocidade de adiVelocidade de adiçção ão 
de nucleotde nucleotíídeosdeos
�� BactBactéérias: 1.000/segrias: 1.000/seg
�� Homem: 100/segHomem: 100/seg
�� AssimAssiméétrica trica 
Forquilhas 
de 
replicação
Uma visão esquemUma visão esquemáática dos principais componentes da tica dos principais componentes da 
forquilha de replicaforquilha de replicaçção de eucariotosão de eucariotos
Fita-líder: síntese 
contínua
Fita retardada: 
síntese descontínua 
Fragmentos de Okazaki
As duas fitas de DNA são As duas fitas de DNA são 
sintetizadas por seqsintetizadas por seqüüências ências 
diferentes de eventosdiferentes de eventos
Fragmentos curtos de RNA atuam com Fragmentos curtos de RNA atuam com primers primers removremovííveis na veis na 
iniciainiciaçção da são da sííntese de cada fragmento de Okazakintese de cada fragmento de Okazaki
As proteAs proteíínas que iniciam a replicanas que iniciam a replicaççãoão
� DNA-helicase
� Catalisa o desenrolamento da dupla hélice de 
DNA, quebrando as pontes de hidrogênio
� Topoizomerase 
� Removem as supertorções introduzidas pela ação 
da DNA-helicase, provocando a quebra das fitas
As proteAs proteíínas que iniciam a replicanas que iniciam a replicaççãoão
�� ProteProteíínas de liganas de ligaçção ao DNA de fita simples ão ao DNA de fita simples 
(SSBs)(SSBs)
�� Impedem a reconstituiImpedem a reconstituiçção da dupla hão da dupla héélicelice
�� PrimasePrimase
�� Associada Associada àà DNA helicase sintetiza os DNA helicase sintetiza os primersprimers de de 
RNARNA
�� Helicase + primase = Helicase + primase = Primossomo Primossomo (em bact(em bactéérias)rias)
As proteAs proteíínas que iniciam a Replicanas que iniciam a Replicaççãoão
Outras proteOutras proteíínas da Mnas da Mááquina de quina de 
ReplicaReplicaççãoão
�� DNA polimeraseDNA polimerase –– coracoraçção da mão da mááquina de quina de 
replicareplicaççãoão
�� Adiciona desoxirribonucleotAdiciona desoxirribonucleotíídeos deos àà um um primer primer 
de fita simplesde fita simples
�� Em Em E. coli E. coli 
�� Dna polimerase lll Dna polimerase lll –– ssííntese das fitas de DNAntese das fitas de DNA
�� Dna polimerase ll Dna polimerase ll –– funfunçção incertaão incerta
�� DNA polimerase lDNA polimerase l
�� Reparo do DNAReparo do DNA
�� RemoRemoçção dos ão dos primers primers de RNAde RNA
�� SSííntese de DNA para substituir ntese de DNA para substituir primers primers de RNAde RNA
Outras proteOutras proteíínas da Mnas da Mááquina de quina de 
ReplicaReplicaççãoão
�� Em eucariotosEm eucariotos
�� 5 DNAs polimerases 5 DNAs polimerases -- αα, , ββ, , γγ, , δδ, , εε
�� γγ: replica DNA mitocondrial: replica DNA mitocondrial
�� ββ: fun: funçção de reparoão de reparo
�� αα: in: iníício da scio da sííntese dos fragmentos de Okasakintese dos fragmentos de Okasaki
�� αα, , δδ, , εε: fun: funçções replicativasões replicativas
�� DNA polimeraseDNA polimerase δ δ: s: sííntese do DNA ntese do DNA ≅≅ DNA DNA polimerase lllpolimerase lll
�� Grampo deslizanteGrampo deslizante –– mantmantéém a DNA polimerase m a DNA polimerase 
ligada ligada àà fita moldefita molde
A sA sííntese de DNA necessita de um ntese de DNA necessita de um 
iniciador iniciador –– primerprimer de RNAde RNA
�� Fita lider: 1 Fita lider: 1 primerprimer
�� Fita retardada: 1 Fita retardada: 1 primer/primer/1 fragmento de Okasaki 1 fragmento de Okasaki 
�� Eucariotos:Eucariotos:
�� 1 1 primerprimer a cada 150a cada 150--200 nucleot200 nucleotíídeos deos 
�� 10 nucleot10 nucleotíídeos de tamanhodeos de tamanho
�� Procariotos: Procariotos: 
�� 1 1 primerprimer a cada 1.000 nucleota cada 1.000 nucleotíídeos deos 
�� 5 nucleot5 nucleotíídeos de tamanhodeos de tamanho
Quem Quem éé o o primerprimer ou iniciador?ou iniciador?
�� SeqSeqüüência curta de RNA que pareia com uma ência curta de RNA que pareia com uma 
fita de DNA e fornece a extremidade 3fita de DNA e fornece a extremidade 3’’ -- OH OH 
livre na qual a DNAlivre na qual a DNA--polimerase inicia a polimerase inicia a 
ssííntese de uma nova cadeia de DNAntese de uma nova cadeia de DNA
SSííntese de DNA ntese de DNA 
ocorre no sentido ocorre no sentido 
55’’→→33’’
PolimerizaPolimerizaçção de um nucleotão de um nucleotíídeo no final 3deo no final 3’’ do do primerprimer
ProteProteíínas envolvidas na substituinas envolvidas na substituiçção dos ão dos 
RNA iniciadores (RNA iniciadores (primersprimers) por DNA) por DNA
�� DNADNA--polimerase de Reparo polimerase de Reparo 
�� RemoRemoçção dos ão dos primers primers de RNAde RNA
�� SubstituiSubstituiçção por DNAão por DNA
�� NucleaseNuclease
�� Degrada o Degrada o primer primer removidoremovido
�� DNADNA--ligase ligase 
�� Une os fragmentos de Une os fragmentos de OkazakiOkazaki atravatravéés de ligas de ligaçções ões 
fosfodiesterfosfodiester
Atividades exonucleases da DNA polimerase l de Atividades exonucleases da DNA polimerase l de E. coliE. coli
a.a. RemoRemoçção de ão de primersprimers: 5: 5’’→→33’’
b.b. 33’’→→55’’: Remo: Remoçção de nucleotão de nucleotíídeos mal pareadosdeos mal pareados
A replicaA replicaçção do DNAão do DNA
www.uark.edu/.../mivey/m4233/DNAstruc.htm
student.ccbcmd.edu/biotutorials/dna/lag.html
A replicaA replicaçção do DNAão do DNA
O DNA
replicado O DNA replicado éé imediatamente imediatamente 
compactadocompactado
Os nOs nííveis de compactaveis de compactaçção do DNAão do DNA
CompactaCompactaçção do DNAão do DNA
www.biostudio.com/case_freeman_dna_coiling.html
ReplicaReplicaçção do DNA de um ão do DNA de um 
genoma procariontegenoma procarionte
ReplicaReplicaçção do DNA de um ão do DNA de um 
genoma eucariontegenoma eucarionte
Problema na replicaProblema na replicaçção nos telômerosão nos telômeros
TelômeroTelômero
TelômeroTelômero
Reparos do DNAReparos do DNA
A estabilidade genA estabilidade genééticatica
�� Diversidade da vida Diversidade da vida 
MudanMudançças genas genééticas graduais ticas graduais 
em milhões de anosem milhões de anos
Estabilidade genética
Sobrevivência 
Reprodução
Mecanismos de reparo do DNA
MutaMutaççõesões
�� Qualquer alteraQualquer alteraçção permanente na seqão permanente na seqüüência do ência do 
DNA genômicoDNA genômico
�� São transmitidas aos descendentesSão transmitidas aos descendentes
�� Origem das alteraOrigem das alteraççõesões
�� Falhas na replicaFalhas na replicaçção do DNA ão do DNA 
�� Falhas no sistema de reparo do DNAFalhas no sistema de reparo do DNA
�� Danos ambientaisDanos ambientais
�� AlteraAlteraçções espontâneas do DNAões espontâneas do DNA
�� MamMamííferos perdem cerca de 10.000 bases por diaferos perdem cerca de 10.000 bases por dia
A troca de uma base na seqA troca de uma base na seqüüência do gene da ência do gene da 
ββ--globina globina éé a causa da anemia falciformea causa da anemia falciforme
� β-globina – 146 aminoácidos
� A → T ⇒ ácido glutâmico → valina
Fonte: www.copernico.bo.it/.../ filehtml/malattie.htm
Quais os mecanismos usados para Quais os mecanismos usados para 
manter a estabilidade genmanter a estabilidade genéética?tica?
�� ReplicaReplicaçção de DNAão de DNA
�� CorreCorreçção dos raros erros de cão dos raros erros de cóópiapia
�� Reparos de danos acidentaisReparos de danos acidentais
�� (Degenera(Degeneraçção do cão do cóódigo gendigo genéético)tico)
�� (Pareamento espec(Pareamento especíífico de bases)fico de bases)
A DNAA DNA--polimerase polimerase trabalhatrabalha para manter a para manter a 
estabilidade da informaestabilidade da informaçção genão genééticatica
�� AtividadeAtividade
�� PolimerizaPolimerizaçção: 5ão: 5’’→→ 33’’
�� Mecanismo de verificaMecanismo de verificaçção e correão e correçção ão 
((proofreandingproofreanding):): 33’’→→ 55’’
�� CaracterCaracteríísticas da DNAsticas da DNA--polimerasepolimerase
�� Taxa de erro = 1/10Taxa de erro = 1/1077 nucleotnucleotíídeos pareadosdeos pareados
�� Não pode iniciar a sNão pode iniciar a sííntese de uma fita de DNA ntese de uma fita de DNA 
Removendo os erros ocorridos na Removendo os erros ocorridos na 
replicareplicaçção do DNAão do DNA
�� Sistema Sistema backupbackup
�� Sistema de reparo de pareamentos incorretosSistema de reparo de pareamentos incorretos
�� Corrige erros da mCorrige erros da mááquina de replicaquina de replicaççãoão
�� Erros da mErros da mááquina de replicaquina de replicaçção = 1/10ão = 1/107 7 nucleotnucleotíídeos deos 
pareadospareados
�� Sistema Sistema backup backup –– corrige 99%corrige 99%
�� Erros = 1/10Erros = 1/109 9 nucleotnucleotíídeos pareadosdeos pareados
�� Erros não corrigidos Erros não corrigidos ⇒⇒ mutamutaççõesões
�� Câncer Câncer 
�� AcAcúúmulo de mutamulo de mutaççõesões
�� MutaMutaçção no gene da proteão no gene da proteíína de reparona de reparo
Entrega com hora marcada do Entrega com hora marcada do 
serviserviçço postal dos EUAo postal dos EUA
Entregas atrasadas = 13/100Entregas atrasadas = 13/100
Sistema de bagagem de empresa Sistema de bagagem de empresa 
aaéérearea
Perdas = 1/200Perdas = 1/200
DatilDatilóógrafo profissional: 120 grafo profissional: 120 
palavras/minutopalavras/minuto
Erros = 1/250Erros = 1/250
Dirigir um carro nos EUADirigir um carro nos EUA Morte = 1/10Morte = 1/1044
ReplicaReplicaçção do DNA sem sistema ão do DNA sem sistema 
backupbackup
Erro = 1/10Erro = 1/107 7 nucleotnucleotíídeos deos 
pareadospareados
ReplicaReplicaçção do DNA com sistema ão do DNA com sistema 
backupbackup
Erro = 1/10Erro = 1/109 9 nucleotnucleotíídeos deos 
pareadospareados
Uma comparaUma comparaçção de taxas de errosão de taxas de erros
Fonte: Alberts et al. 1998 
Sistemas de reparo do DNASistemas de reparo do DNA
�� ErroErro
�� Mal pareamentoMal pareamento
�� Quebra de dupla fitaQuebra de dupla fita
�� Reparo Reparo 
�� Por excisão do nucleotPor excisão do nucleotíídeodeo
�� Por excisão das basesPor excisão das bases
DDíímero de pirimidina formado dentro de um DNA duplex apmero de pirimidina formado dentro de um DNA duplex apóós s 
uma radiauma radiaçção UVão UV
As duas principais vias de reparo do DNAAs duas principais vias de reparo do DNA
Fonte: Alberts et al. 1998 
Reparo de mal pareamentoReparo de mal pareamento
�� Mal pareamento Mal pareamento →→ distordistorçção na geometria do DNAão na geometria do DNA
�� RemoRemoçção de bases mal pareadasão de bases mal pareadas
�� Bases incorporadas pela DNA polimerase que escapam da Bases incorporadas pela DNA polimerase que escapam da 
exonuclease de revisãoexonuclease de revisão
�� Como a enzima reconhece o nucleotComo a enzima reconhece o nucleotíídeo incorreto?deo incorreto?
�� Aleatoriamente?Aleatoriamente?
�� Erro de 50% Erro de 50% →→ mutamutaçções permanentesões permanentes
�� Especificamente? Especificamente? 
O mal pareamento O mal pareamento éé reconhecido pela reconhecido pela 
metilametilaçção de basesão de bases
�� E. coliE. coli
�� Mecanismo desconhecidoMecanismo desconhecido
�� Sistema de reparo Sistema de reparo ““patrulhapatrulha”” o DNA antes da o DNA antes da 
metilametilaççãoão
�� Fita parental Fita parental →→ metiladametilada
�� Fita recFita recéémm--sintetizada sintetizada →→ nãonão--metiladametilada
RemoRemoçção e substituião e substituiçção de nucleotão de nucleotíídeos deos 
da fita nãoda fita não--metiladametilada
Garantia de reparoGarantia de reparo
Danos naturais na molDanos naturais na moléécula de DNAcula de DNA
�� Causas dos danosCausas dos danos
�� Agentes quAgentes quíímicos, Colisões tmicos, Colisões téérmicas, Produtos rmicas, Produtos 
metabmetabóólicos, Radialicos, Radiaççãoão
�� Tipos de danosTipos de danos
�� DesaminaDesaminaççãoão
�� Citosina Citosina –– um grupo amino = Uracilaum grupo amino = Uracila
�� DepurinaDepurinaççãoão
�� Perda espontânea de A ou G (perda de uma purina)Perda espontânea de A ou G (perda de uma purina)
�� Lesão estrutural Lesão estrutural ≅≅ ““falta de um dentefalta de um dente””
�� FormaFormaçção de dão de díímeros de Pirimidinas meros de Pirimidinas 
�� RadiaRadiaçção UVão UV
DesaminaDesaminaççãoão
NHNH33
DepurinaDepurinaçção e desaminaão e desaminaççãoão
Fonte: Alberts et al. 1998 
Como a desaminaComo a desaminaçção e a depurinaão e a depurinaçção ão 
produzem mutaproduzem mutaçções?ões?
Fonte: Alberts et al. 1998 
Reparo:
* Desaminação – substitui o nucleotídeo
* Depurinação: substitui uma seqüência de nucleotídeo
C → U Perda de 
A ou G
Mecanismo de reparo pelo Mecanismo de reparo pelo Sistema Sistema 
backupbackup
�� < 1/1.000 trocas de bases escapam dos sistemas de < 1/1.000 trocas de bases escapam dos sistemas de 
reparo da creparo da céélulalula
�� Etapas envolvidas no reparo do DNAEtapas envolvidas no reparo do DNA
�� Reconhecimento das seqReconhecimento das seqüüências de DNA danificadoências de DNA danificado
�� RemoRemoçção do DNA danificado por aão do DNA danificado por açção de uma nucleaseão de uma nuclease
�� Preenchimento da lacuna pela DNAPreenchimento da lacuna pela DNA--polimerase de reparo polimerase
de reparo 
�� RealizaRealizaçção de ligaão de ligaçções fosfodiester pela DNAões fosfodiester pela DNA--ligaseligase
Fatores que possibilitam o reparo do Fatores que possibilitam o reparo do 
DNADNA
�� Existência de 2 cExistência de 2 cóópias da informapias da informaçção genão genééticatica
�� FFáácil reconhecimento das estruturas cil reconhecimento das estruturas 
danificadasdanificadas
Fluxo de informaFluxo de informaçção em uma cão em uma céélula eucarilula eucarióóticatica