ESTUDOS DISCIPLINARES IV - Unidade I - SLIDE DE AULA (Citologia) (2017/2) - Educação Física UNIP

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Unidade I 
 
 
 
 
ESTUDOS DISCIPLINARES 
Citologia 
 
 
 
 
Prof. Francisco Kuchinski 
 
 Ácidos nucleicos 
 Estrutura – propriedades – importância 
 
 Ácidos nucleicos armazenam e transmitem a informação 
hereditária (constituem o código genético). 
 São as maiores moléculas nos seres vivos. 
 Realizam o controle dos processos vitais. 
Tipos: 
 Ácido desoxirribonucleico – DNA. 
 
 DNA do núcleo e DNA: mitocondrial / cloroplasto. 
 Ácido ribonucleico – RNA. 
 RNA mensageiro – RNAm – RNA ribossômico – RNAr. 
 RNA transportador ou de transferência – RNAt. 
Nota: PNA – ácido nucleico artificial. 
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Fig. DNA do núcleo 
 
 Ácidos nucleicos 
 Conjuntos de nucleotídeos 
 
 Nucleotídeos + nucleotídeos + ... + nucleotídeos = DNA / RNA. 
 Nucleotídeo = fosfato + açúcar + base nitrogenada (monômero). 
 Fosfato ligação covalente com o açúcar (elo de ligação). 
 Açúcar ligação covalente com a base nitrogenada. 
 Ligação entre bases nitrogenadas: pontes de H2. 
 
 
 
 
 
 
 
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 Bases nitrogenadas 
 
Bases nitrogenadas púricas: são maiores e apresentam 
um anel duplo de carbono e nitrogênio – adenina e guanina. 
Bases nitrogenadas pirimídicas: são menores e apresentam 
um anel simples: citosina, timina e uracila. 
A – C – G: constitui DNA e RNA. 
T: só ocorre no DNA. 
U: só ocorre no RNA. 
Ligações no DNA entre as bases: forma helicoidal ao DNA. 
 
 
 
 
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Pentoses: desoxirribose e ribose (açúcar) 
 Grupo fosfato – PO4 
 
 A desoxirribose constitui o DNA. 
 A ribose constitui o RNA. 
Na desoxirribose, observe: 
 o carbono 5 (se liga ao PO4); 
 o grupo OH está ligado ao carbono 3’. 
São extremidades: 5’ e 3’. 
 Cadeias do DNA são antiparalelas. 
 
 
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 Nucleotídeos x polinucleotídeo / polímero = DNA 
 DNA x duas cadeias / filamentos 
 
 Moléculas adjacentes de nucleotídeos são unidas 
por ligação fosfodiéster (grupo fosfato ligando dois 
açúcares de dois nucleotídeos). 
Extremidades do polinucleotídeo são diferentes: 
 uma delas apresenta o grupo fosfato ligado ao carbono 5’; 
 a outra apresenta o grupo hidroxila ligado ao carbono 3’. 
Nota: genes apresentam centenas a milhares de nucleotídeos. 
Genes são segmentos funcionais do DNA. 
 
 
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Ácidos nucleicos 
 quantificação de bases nitrogenadas do DNA 
Quantidades de bases nitrogenadas no DNA ou ADN: 
A = T e G = C. Homo sapiens: 6 bilhões de pares de bases. 
 A quantidade no DNA de Timina (T) = 20%. 
Pergunta-se: quais são os porcentuais das outras bases? 
Resposta: 
 Como T = A e se T = 20%, logo, A = 20%. 
Assim, 20% + 20% = 40%. 
 Sobram 60%, que serão divididos entre G e C, 30% para cada. 
 T = 20% 
 A = 20% 
 G = 30% 
 C = 30% 
Ácidos nucleicos 
 RNA x uma cadeia / um filamento 
Seus nucleotídeos apresentam: 
 PO4 + ribose + base nitrogenada (A – G – C – U). 
Origem: a partir do DNA por ação enzimática. 
Tipos: RNAr – RNAm e RNAt. 
 Na origem do RNAm, age a enzima RNApolimerase tipo II. 
 O DNA possui separação total ou parcial de suas cadeias. 
 Há emparelhamento de nucleotídeos de RNA 
em uma das cadeias do DNA (DNA-molde). 
 RNAase liga os nucleotídeos do RNAm. 
Emparelhamento das bases: A-U ou U-A e G-C ou C-G. 
 RNAm se desprende do DNA o qual reconstitui-se. 
 
 Ácidos nucleicos 
 Origem do RNA mensageiro – RNAm 
 (transcrição do DNA) 
 
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Interatividade 
Sabe-se que o DNA armazena a informação hereditária e o 
RNAm transporta instruções para a codificação das proteínas. 
Se a cadeia “molde” do DNA possuir a seguinte sequência de 
bases nitrogenadas: A – A – T – G – C – T , após a transcrição 
do DNA originando um RNAm, qual será a correta sequência, 
o código correto? 
a) T – T – A – C – G – A. 
b) U – U – A – C – G – A. 
c) A – A – T – C – G – T. 
d) U – U – T – G – C – U. 
e) U – U – T – C – G – A. 
Resposta 
Sabe-se que o DNA armazena a informação hereditária e o 
RNAm transporta instruções para a codificação das proteínas. 
Se a cadeia “molde” do DNA possuir a seguinte sequência de 
bases nitrogenadas: A – A – T – G – C – T , após a transcrição 
do DNA originando um RNAm, qual será a correta sequência, 
o código correto? 
a) T – T – A – C – G – A. 
b) U – U – A – C – G – A. 
c) A – A – T – C – G – T. 
d) U – U – T – G – C – U. 
e) U – U – T – C – G – A. 
 
Ácidos nucleicos 
 Replicação / duplicação do DNA 
Conhecimentos: célula procarionte – bactéria E. coli. 
 E. coli apresenta um único cromossomo / único DNA circular. 
 Homo sapiens – 46 cromossomos / 1.000 vezes mais DNA. 
Erro na replicação – 1: 10 bilhões de nucleotídeos. 
Enzimas: agem mais de 12 enzimas diferentes 
 – helicase, DNAs polimerases, primases. 
 O princípio básico da replicação é o pareamento de bases 
com fita molde (cadeias do DNA) e é semiconservativa. Em 
cada molécula de DNA formada, um filamento é da molécula 
mãe (molde) e o outro é novo. 
 A replicação ocorre na interfase do ciclo celular, no estágio S. 
 Tempo da replicação: 7 horas. 
Ácidos nucleicos 
 Replicação / duplicação do DNA 
 
 
 
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Ácidos nucleicos 
 Replicação / duplicação do DNA 
 Células somáticas filhas herdam a mesma 
informação genética da célula mãe. 
 O DNA é sintetizado na direção 5’ – 3’ (cadeia filha), pois 
a cadeia mãe (molde) encontra-se na direção 3’ – 5’. 
 Os novos nucleotídeos são adicionados um de cada vez: 3’. 
Pontos de origens da replicação são formados por 
centenas de nucleotídeos com duas sequências comuns 
assim representadas: GAGGC. 
 Quebra das pontes duplas e triplas de H2. Ação da helicase, 
presente na “forquilha”, anteriormente à DNA ase. Uso de ATP. 
 Presença da bolha e da forquilha de replicação. 
 Replicon + replicon + ... + replicon (segmentos) = DNA. 
Ácidos nucleicos 
 Replicação / duplicação do DNA 
 
 
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Ácidos nucleicos 
 Replicação do DNA 
 Quando descontínua, formam-se os fragmentos de Okazaki. 
 Ocorre posteriormente a ligação entre tais fragmentos. 
É bidirecional: formação e forquilhas em direções contrárias. 
É assimétrica: mesma cadeia apresenta formação de um 
lado contínua e do outro lado descontínua (fragmentada). 
Formação contínua*: direção da forquilha. 
Formação descontínua: na direção contrária da forquilha. 
*Uso de apenas um Primer. Função da DNAprimase = produz 
RNA curto. Primer permanece no DNA copiado. 
*Função da DNAase sigma: adição de nucleotídeos. 
*Função da DNA ligase: liga as cadeias antiparalelas. 
Ácidos nucleicos 
 Replicação do DNA 
 Muitos Primer são utilizados na formação descontínua. 
 Função da DNAase do tipo alfa: fragmentos de Okasaki. 
 Enzimas desprendem-se das cadeias do DNA. 
Função da telomerase: replicação do DNA nos telômeros. 
 Nos telômeros, a cada mitose, um Primer é perdido. 
Logo, haverá “desgaste / encurtamento” do DNA. 
Função da topoisomerase I e II (girase): desenrolamento das 
cadeias do DNA. Distinção entre os tipos I e II. Uso de ATP. 
 Tipo I também age na transcrição do DNA. 
 Replicação da eucromatina precede a da heterocromatina. 
 Bandas R (ricas em GC) e bandas G e K (ricas emAT). 
 
Ácidos nucleicos 
 Replicação / duplicação do DNA 
 
 
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Interatividade 
Indique qual é a alternativa correta em 
relação ao processo da replicação do DNA: 
a) Dos diferentes estágios da interfase, o denominado 
de “S” é o mais longo, e não o estágio G1. 
b) Bandas cromossômicas sempre apresentam as mesmas 
proporções de bases nitrogenadas: A – T e G – C. 
c) As pontes de hidrogênio que interligam as bases 
nitrogenadas são duplas entre A – T e triplas entre G – C. 
d) O “curto RNA”, denominado de Primer e que surge no 
início da replicação origina-se a partir dos ribossomos. 
e) Há muitos Primer independentes se a 
replicação é contínua ou descontínua. 
Resposta 
Indique qual é a alternativa correta em 
relação ao processo da replicação do DNA: 
a) Dos diferentes estágios da interfase, o denominado 
de “S” é o mais longo, e não o estágio G1. 
b) Bandas cromossômicas sempre apresentam as mesmas 
proporções de bases nitrogenadas: A – T e G – C. 
c) As pontes de hidrogênio que interligam as bases 
nitrogenadas são duplas entre A – T e triplas entre G – C. 
d) O “curto RNA”, denominado de Primer e que surge no 
início da replicação origina-se a partir dos ribossomos. 
e) Há muitos Primer independentes se a 
replicação é contínua ou descontínua. 
Ácidos nucleicos 
 Reparos no DNA e enzimas específicas 
 O DNA pode sofrer vários tipos de alterações x reparos. 
 Alteração = modificação no DNA = mutação. 
 Alteração pode ser corrigida. Caso contrário = mutação. 
Enzimas: (A) DNA ase, (B) nuclease reparadora, DNA ligase. 
 (A) insere o nucleotídeo correto na extremidade 3’. 
E se inserir de forma incorreta? 
 (A) percebe (leitura de provas). Há uma parada nas adições 
e a própria (A) elimina o nucleotídeo inserido errado. 
 Caso (A) não consiga fazer o reparo, age a enzima (B), 
que remove o nucleotídeo após (A) e finalmente a 
DNA ligase liga o nucleotídeo na cadeia. 
Ácidos nucleicos 
Reparos no DNA e enzimas específicas 
 Presença de uracilas no DNA no local de citosinas. 
Causa: desaminações expontâneas. 
Age enzima: DNA glicosidase (secção entre base / açúcar). 
 A cadeia fica por um momento sem o nucleotídeo. 
 Ação da DNA ase do tipo beta e da DNA ligase. 
 Presença de dímeros de Timina (T__T) . 
Causa: indução por agentes ambientes – luz ultravioleta (UV). 
Agem enzimas: nucleases, helicase e DNA ligase. 
 Nucleases cortam a cadeia eliminando nucleotídeos. 
Falha nas nucleases: doença – xeroderma pigmentoso (XP) 
(efeito da radiação UV não é corrigida). 
Ácidos nucleicos 
 Transposons e transposase 
 Transposons são segmentos transponíveis 
de DNA que mudam de local no genoma. 
 Transposons codificam a proteína (enzima): transposase 
(é uma enzima de restrição). Função: faz secção da cadeia 
e a insere num outro local do genoma. 
Os segmentos (transposons) apresentam em suas extremidades 
sequências iguais de nucleotídeos. Porém, na sequência 
contrária: 5’___a,b,c,d,e________e,d,c,b,a,____3’. 
Nota: transposons e sua semelhança com retrovírus: 
 transposons = segmento de DNA x RNA viral; 
 RNA viral = transposons especializados (transcriptase 
reversa). Informação genética no RNA viral é copiada no DNA. 
Ácidos nucleicos 
 Pseudogenes = falsos genes 
 Tipos: pseudogenes e pseudogenes processados 
Sobre os pseudogenes 
Origem: pela duplicação genética, isto é, na duplicação do DNA 
surgem “novos genes” com a mesma informação genética. 
 Na duplicação pode ocorrer a formação de pseudogenes. 
 Pseudogenes não realizam a transcrição (logo, sem o RNAm). 
 Pseudogenes não são eliminados do genoma. 
Assim, há um acúmulo destes e modificações / 
mutações tornam-se funcionais / presentes. 
 
Ácidos nucleicos 
 Pseudogenes = falsos genes 
 Tipos: pseudogenes e pseudogenes processados 
Sobre os pseudogenes processados 
Origem: pela transcrição inversa de moléculas de RNA. 
Surgem a partir de RNAs que foram copiados em DNA: 
ação de vírus sobre o DNA (?) 
Ação da enzima: transcriptase reversa. 
Localização: inseridos no genoma. 
Interatividade 
Qual é a função da enzima DNA ligase: 
a) Liga novos nucleotídeos nas cadeias do DNA. 
b) É responsável pela ruptura incorreta de bases nitrogenadas 
e a ligação posterior e correta entre A com T e G com C. 
c) Após certos tipos de cortes numa cadeia do 
DNA ou nas duas, é responsável pela ligação 
no sentido antiparalelo destas cadeias. 
d) Liga segmentos de RNA no DNA. 
e) Inibe a enzima DNA polimerase. 
Resposta 
Qual é a função da enzima DNA ligase: 
a) Liga novos nucleotídeos nas cadeias do DNA. 
b) É responsável pela ruptura incorreta de bases nitrogenadas 
e a ligação posterior e correta entre A com T e G com C. 
c) Após certos tipos de cortes numa cadeia do 
DNA ou nas duas, é responsável pela ligação 
no sentido antiparalelo destas cadeias. 
d) Liga segmentos de RNA no DNA. 
e) Inibe a enzima DNA polimerase. 
 
 
 Ácidos nucleicos 
 Mutações gênicas (alterações no DNA) 
 Agentes externos físico, químico e biológico 
 
  Agente físico (radiações ionizantes / raios X e não ionizantes/UV). 
 Agente químico (HNO2) e agente biológico (vírus/bactérias). 
 Agente espontâneo: erros na replicação do DNA. 
 
 
 
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 Mutações gênicas x aberrações cromossômicas. 
 Pequeno número de nucleotídeos x alteração no cariótipo. 
 Aberrações cromossômicas podem ser: numéricas e estruturais. 
Nas estruturais surgem alterações extensas no cromossomo, 
tais como: perda, inversão, duplicação e translocação. 
 Nas numéricas: 45A + XX – 45ª + XY (trissomia do 21). 
 
 
 Ácidos nucleicos 
 Mutações gênicas 
 
 Casos mais comuns: 
 substituição de um nucleotídeo por outro; 
 perda de um ou de vários nucleotídeos (deleção); 
 inserção de um ou de vários nucleotídeos (intercalação). 
Consequência: a troca de um nucleotídeo em um gene origina 
alteração na informação genética, com tradução do código 
alterado (proteína diferente, ausência da proteína, interrupção 
na síntese da proteína). 
Mutações em células: somáticas x germinativas. 
Mutações que afetam a morfogênese: malformações/síndromes. 
Proteínas modificadas causam: alterações 
funcionais e até transtornos metabólicos. 
Ácidos nucleicos 
 Agentes ambientais causadores de mutações gênicas 
A. Físicos: radiação em geral, ultravioleta (raios UV), raios X. 
 Raio x causa: rompimento da dupla hélice. 
 Raios UV causam: formação de 
dímeros – os mais comuns T_T. 
 Essa ligação T_T altera o pareamento com as A e A. 
 Resultado da ligação T_T: altera 
a replicação e origina mutações. 
B. Químicos: ácido nitroso, corantes acridínicos, agentes 
alquilantes (adição no DNA de grupos etil e metil nas bases). 
São exemplos: gás mostarda, enxofre nitrogenado, 
etilmetanosulfonado (EMS) e dietilsulfato (DES). 
C. Biológicos: vírus e bactérias que introduzem segmentos 
estranhos de “DNA viral” nos genes das células eucariontes. 
 
 Mutação gênica causada por radiação UV 
 
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Ácidos nucleicos 
 Mutações 
A) Gênicas espontâneas: maior %. Ocorre na replicação. 
 Nucleotídeos são inseridos em locais incorretos. 
 Nucleotídeos são inseridos em menor ou maior número. 
B) Por desaminação: há perda do radical amino. 
 Citosina desaminada converte-se 
em uracila – adenina/guanina. 
Correção: substituir uracila por citosina. 
A não substituição gera uma mutação. 
 Adenina desaminada converte-se em hipoxantina. 
Assim, a hipoxantina – citosina/timina. 
C) Por depurinação: base purinas (A/G) se desligam dapentose. 
Nestes locais sem bases (sítios AP) – local sem códon. 
Ácidos nucleicos 
 Mutações e os ciclos celulares 
 Há genes que controlam a sobrevivência da célula (apoptose). 
 Há genes envolvidos nos ciclos celulares: 
proliferação celular (presença de tumores). 
 Qual é o lado positivo das mutações gênicas? 
 Pode ocorrer um aumento no genoma. 
Logo, Indivíduo melhor adaptado ao 
ambiente em que vive. 
“Base da evolução das espécies”. 
 
 
 
Interatividade 
A natureza também desenvolveu mecanismos para corrigir 
as possíveis falhas no mecanismo da replicação. Pergunta-se: 
após a incidência constante de radiação UV sobre a pele, o que 
acarreta nas células lábeis que constituem a epiderme? 
a) Falência dos melanócitos e a presença do vitiligo. 
b) Apenas desidratação e substituição celular. 
c) Inibição de processos de diferenciação celular e da mitose. 
d) Formação de dímeros de timina e mutações. 
e) Desaminação e depurinação no DNA dos melanócitos. 
Resposta 
A natureza também desenvolveu mecanismos para corrigir 
as possíveis falhas no mecanismo da replicação. Pergunta-se: 
após a incidência constante de radiação UV sobre a pele, o que 
acarreta nas células lábeis que constituem a epiderme? 
a) Falência dos melanócitos e a presença do vitiligo. 
b) Apenas desidratação e substituição celular. 
c) Inibição de processos de diferenciação celular e da mitose. 
d) Formação de dímeros de timina e mutações. 
e) Desaminação e depurinação no DNA dos melanócitos. 
 
 
 
 
 
ATÉ A PRÓXIMA! 
	Slide Number 1
	� Ácidos nucleicos� Estrutura – propriedades – importância�
	� Ácidos nucleicos� Conjuntos de nucleotídeos�
	� Bases nitrogenadas�
	Pentoses: desoxirribose e ribose (açúcar)� Grupo fosfato – PO4 � 
	� Nucleotídeos x polinucleotídeo / polímero = DNA� DNA x duas cadeias / filamentos�
	Ácidos nucleicos� quantificação de bases nitrogenadas do DNA 
	Ácidos nucleicos� RNA x uma cadeia / um filamento
	� Ácidos nucleicos� Origem do RNA mensageiro – RNAm� (transcrição do DNA)�
	Interatividade
	Resposta
	Ácidos nucleicos� Replicação / duplicação do DNA
	Ácidos nucleicos� Replicação / duplicação do DNA
	Ácidos nucleicos� Replicação / duplicação do DNA
	Ácidos nucleicos� Replicação / duplicação do DNA
	Ácidos nucleicos� Replicação do DNA
	Ácidos nucleicos� Replicação do DNA
	Ácidos nucleicos� Replicação / duplicação do DNA
	Interatividade
	Resposta
	Ácidos nucleicos� Reparos no DNA e enzimas específicas 
	Ácidos nucleicos�Reparos no DNA e enzimas específicas 
	Ácidos nucleicos� Transposons e transposase
	Ácidos nucleicos� Pseudogenes = falsos genes� Tipos: pseudogenes e pseudogenes processados
	Ácidos nucleicos� Pseudogenes = falsos genes� Tipos: pseudogenes e pseudogenes processados
	Interatividade
	Resposta
	�� Ácidos nucleicos� Mutações gênicas (alterações no DNA)� Agentes externos físico, químico e biológico�� 
	�� Ácidos nucleicos� Mutações gênicas�� 
	Ácidos nucleicos� Agentes ambientais causadores de mutações gênicas
	� Mutação gênica causada por radiação UV�
	Ácidos nucleicos� Mutações
	Ácidos nucleicos� Mutações e os ciclos celulares
	Interatividade
	Resposta
	Slide Number 36