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DNA

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Ácidos Nucléicos
Profª MSc. Sara Tatiana Moreira Vilela do Nascimento
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
Estrutura básica: Nucleotídeo
Desoxirribose
Adenina
GuaninaCitosina
Timina
Nucleosídeo: açúcar + base nitrogenada
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
Açúcar: Desoxirribose
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
Púricas: 2 anéis
 Adenina
 Guanina
Bases nitrogenadas:
Pirimídicas: 1 anel
 Timina
 Citosina
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
4 tipos diferentes de nucleotídeos:
T
 C
 A
 G
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
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Ácido Desoxirribonucléico - DNA
Fita dupla
Antiparalela
5’
3’
5’
3’
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Ácido Ribonucléico - RNA
Estrutura básica: Nucleotídeo
Ribose
Adenina
Guanina
CitosinaUracila
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Ácido Ribonucléico - RNA
Açúcar: Ribose
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Ácido Ribonucléico - RNA
Púricas: 2 anéis
 Adenina
 Guanina
Bases nitrogenadas:
Pirimídicas: 1 anel
 Uracila
 Citosina
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Ácido Ribonucléico - RNA
4 tipos diferentes de nucleotídeos:
U
 C
 A
 G
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Ácido Ribonucléico - RNA
5’
3’
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Ácido Ribonucléico - RNA
Fita simples
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Estrutura e organização do gene
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Estrutura e organização do gene
Gene = Fragmento de DNA cromossômico capaz de determinar:
a) a síntese de uma proteína, 
b) uma série de proteínas relacionadas ou 
c) um RNA.
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Estrutura e organização do gene
Maioria dos 
genes são 
formados por 
ÍNTRONS E 
ÉXONS
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Estrutura e organização do gene
Não existe um modelo único para a estrutura dos genes, 
nem para seu tamanho ou 
número de íntrons e éxons.
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Estrutura e organização do gene
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Estrutura e organização do gene
Um gene fica constantemente sintetizando proteínas?
Quando, então, ele deve sintetizar?
Quanto de seu produto deve ser sintetizado?
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Estrutura e organização do gene
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Famílias de DNA repetitivo
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Famílias de DNA repetitivo
Maioria do DNA é de cópia única  seqüência de nucleotídeos é representada apenas uma vez por genoma haplóide.
 Ocorre principalmente na eucromatina.
Existem as famílias de DNA repetitivo.....
Ex: seqüências A-T
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Famílias de DNA repetitivo
Encontradas, na maior parte das vezes, muito compactadas = heterocromatina
São mais fáceis de compactar
As repetições constituem um sinal indicando que o DNA deve ser compactado  mecanismo de defesa contra inserção de transposons
Não possuem genes
Ocorrem nos centrômeros e telômeros
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Estrutura do DNA
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Cromatina
DNA + proteínas específicas
Núcleo interfásico: cromatina compactada e descompactada
Eucromatina  - condensada (ativa) 30nm
Heterocromatina  + condensada (inativa) + de 30nm
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Cromatina
Núcleo em divisão: cromatina altamente 
compactada = CROMOSSOMOS
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Cromatina
DNA 
+ 
Proteínas
 = 
HISTONAS
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Cromatina
5 tipos de histonas; H1, H2A, H2B, H3 e H4
Unidade estrutural básica da cromatina
 NUCLEOSSOMO
200 pares de bases + octâmero de histonas + H1
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Cromatina
 NUCLEOSSOMO
=
Centro do nucleossomo: 146 pb + octâmero de histonas
+
DNA de ligação: 15 a 100 pb 
liga um centro do 
nucleossomo a outro
Core histônico: octâmero de histonas
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Cromatina
Fibra de 10 nm: primeiro nível de compactação da cromatina
Quando essa sofre um enovelamento helicoidal origina a:
Fibra de 30 nm: segundo nível de compactação da cromatina
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Cromatina
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Cromatina
10 nm
30 nm
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Cromatina
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Cromossomos
Duplicação do DNA  condição determinante para que a célula entre em divisão
Fita dupla de DNA se duplica
2 cromátides, 
resultantes da 
compactação 
da fita de 30nm
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Cromossomo Metafásico
Maior compactação observada: 100x
Esqueleto metafásico: protéico e central, ao qual se associa as fibras cromatínicas
2 cromátides unidas por 
uma região de 
estrangulamento: 
Constrição primária 
ou CENTRÔMERO
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Cromossomo Metafásico
Posição do centrômero  classificação morfológica:
Telocêntrico
Acrocêntrico
Submetacêntrico
Metacêntrico
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Cromossomo Metafásico
Lateralmente ao centrômero: estrutura protéica  CINETÓCORO.
Função: dirigir a migração dos cromossomos durante a divisão celular.
sempre no mesmo lugar
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Cromossomo Metafásico
 Telômero: curtas seqüências repetitivas de DNA nas extremidades do cromossomo
Função: impedir a adesão dos cromossomos
Em humanos: TTAGGG
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Cromossomo Metafásico
Existem técnicas de tratamento e coloração que levam ao aparecimento de BANDAS: 
Podem evidenciar diferenças na distribuição de componentes da cromatina ou da composição química da cromatina ao longo do cromossomo.
Áreas claras = INTERBANDAS
Padrão de bandeamento  relacionado com a expressão gênica.
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Cariótipo e cromossomos
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Cariótipo
Conjunto total de cromossomos em uma célula
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Cariótipo
Célula somática:
23 pares de cromossomos (46 cromoss.)
  
22 pares autossomos
1 par sexual XX ou XY
Homem  46 cromossomos
Cachorro  76 cromossomos
Drosófila  8 cromossomos
Arroz  24 cromossomos
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Par de cromossomos homólogos
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Replicação, 
Transcrição e Tradução
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Replicação
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Replicação
2 Cadeias molde
2 Cadeias filhas
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Replicação
DNA  DNA
Fita dupla de DNA se abre em diversos locais = RÉPLICONS
Fita continua se abrindo em ambas as direções = REPLICAÇÃO BIDIRECIONAL
FORQUILHA DE REPLICAÇÃO  local em forma de Y
O = origem
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Replicação
Helicase: proteína desenrroladora
DNA girase: impede que ocorra um superenovelamento
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Replicação
DNA polimerase: enzima que adiciona nucleotídeos à fita molde de DNA
Polimeriza apenas na direção 5’  3’
DNA polimerase só consegue adicionar nucleotídeos a uma seqüência pré-existente = PRIMER = segmento curto de RNA
PRIMERS são produzidos pela enzima PRIMASE
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Replicação
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3’
5’
Cadeia líder ou cadeia contínua
Cadeia retardatária ou cadeia descontínua
Fragmentos de OKAZAKI: Cadeias curtas de DNA recém sintetizado
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Replicação
Após a produção do segmento de DNA o PRIMER é removido pela ação de outras enzimas
O local onde o PRIMER estava, é preenchido por nucleotídeos
DNA-ligase liga, então, os diversos fragmentos, originando a cadeia descontínua
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Replicação
Replicação semi-descontínua: contínua na cadeia líder e descontínua na cadeia retardatária.
Replicação semi-conservativa: ao final do processo obtém-se duas fitas duplas de DNA, em cada qual há uma fita molde ou parental e outra recém sintetizada ou filha.
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Replicação
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Replicação
www.johnkyrk.com/DNAreplication.html
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Replicação – Reparo
no DNA
Diariamente ocorrem alterações espontâneas no DNA, durante a replicação ou não.
Para corrigi-las ocorre o REPARO DO DNA
Menos de um em mil casos: o reparo não é realizado ou é ineficiente = MUTAÇÃO
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Replicação – Reparo no DNA
Existem diversas vias de reparo. Duas + importantes:
Reparo por excisão de base  nucleotídeo todo é removido
Reparo por excisão de nucleotídeos  porção de DNA que flanqueia a lesão é removida
O intervalo deixado é preenchido pela ação da DNA polimerase + DNA ligase
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Transcrição
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Transcrição
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Transcrição
DNA  RNA
Fita dupla de DNA se abre
Apenas uma das fitas do DNA age como molde para a síntese de uma molécula de RNA
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Transcrição
A fita molde de DNA não é copiada por completo  apenas uma porção desta fita é copiada = UM GENE
Cada molécula de RNA tem início e término em locais específicos da molécula de DNA molde = REGIÕES PROMOTORAS e TERMINADORAS
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Transcrição
A seqüência de nucleotídeos do RNA é determinada pela complementaridade com o DNA molde
Fita simples é formada = RNA
Não permanece ligada ao DNA – rapidamente se solta e vai para o citoplasma
Enzimas que realizam a transcrição = RNA POLIMERASES (5’  3’)
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Transcrição
Muitas cópias de RNA podem ser produzidas a partir de um mesmo gene
Após a produção da fita simples de RNA ocorre um PROCESSAMENTO
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Transcrição
www.johnkyrk.com/DNAtranscription.html
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Transcrição
3 tipos de RNA:
RNAm = mensageiro
RNAr = ribossômico
RNAt = transportador
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RNAm = mensageiro
Função: contém a MENSAGEM ou INFORMAÇÃO para a produção da proteína  seqüência de aminoácidos (aas)
Sai do núcleo em direção ao citoplasma
Associa-se a ribossomos no citoplasma
Tamanho: varia conforme o tamanho da proteína (pt) a ser produzida
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RNAm = mensageiro
É uma fita complementar ao gene que deve ser traduzido em proteína
Cada 3 bases nitrogenadas = CÓDON
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RNAr = ribossômico
Função: formar o ribossomo
50% de toda a massa do ribossomo
Formado por 2 subunidades:
RIBOSSOMO: organela formada por RNAr + proteína, onde ocorrem as reações químicas de montagem protéica.
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RNAt = transportador
Função: identificar os aas no citoplasma e transportá-los até o ribossomo
Formado por 4 alças:
 1ª alça: acopla-se ao ribossomo
 2ª alça: função desconhecida
 3ª alça: contém o ANTICÓDON – seqüência complementar ao códon no RNAm e especifica o aa a ser ligado no RNAt
 4ª alça: liga a enzima ativadora aquinoacil sintetase
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RNAt = transportador
aa
1ª Alça 
2ª Alça 
3ª Alça 
4ª Alça 
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Tradução
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Síntese protéica
RNAr: nucléolo  RER/citoplasma  Ribossomos
RNAm: núcleo  RER/citoplasma
RNAt: núcleo  citoplasma se liga ao seu aa específico
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RNAt = transportador
aa
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O que é uma proteína?
Polímeros de aminoácidos
aa + aa + aa + aa + aa + aa + aa + aa + aa + aa + aa 
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Gly = Glicina
Ala = Alanina
Leu = Leucina
Val = Valina
Ile = Isoleucina
Pro = Prolina
Phe = Fenilalanina
Ser = Serina 
Thr = Treonina
Cys = Cisteína
Tyr = Tirosina
Asn = Asparagina
Gln = Glutamina
Asp = Aspartato
Glu = Glutamato
Arg = Arginina
Lys = Lisina
Hys = Histidina
Trp = Triptofano
Met = Metionina
Aminoácidos
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Síntese protéica
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Aminoácidos
Moléculas que dão origem às proteínas.
C
N
H
R
C
OH
O
H
H
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Ligação Peptídica
É a ligação covalente entre dois aminoácidos.
Quando poucos aminoácidos estão ligados  peptídeo
Quando muitos aminoácidos estão ligados  proteína 
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N
H
R
C
OH
O
H
H
C
N
H
R
C
OH
O
H
H
C
H2O
 O grupo OH do ácido carboxílico de um aminoácido se liga em um dos hidrogênios da amina do outro aminoácido, formando uma molécula de água.
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N
H
R
C
O
H
H
N
H
R
C
OH
O
H
C
C
 Um dos carbonos de um aminoácido agora está instável porque está fazendo apenas três ligações, ao invés de quatro. O mesmo está acontecendo com o nitrogênio do outro aminoácido, pois esse está fazendo duas ligações, ao invés de três.
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N
H
R
C
O
H
H
N
H
R
C
OH
O
H
C
C
Ligação Peptídica
 Então uma ligação covalente entre o carbono de um aminoácido e o nitrogênio do outro acontece.
 essa ligação é a ligação peptídica.
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Código genético:
Redundante
Universal
Nunca ambíguo
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Códon de iniciação
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Síntese protéica
Etapas:
Ativação dos aminoácidos
Iniciação
Elongação
Terminação
Liberação
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Síntese protéica – Ativação dos aas
aa
Ocorre no citoplasma
aa liga-se ao RNAt específico
Aminoacil-tRNA sintetase específica para cada aa
Pode haver + de 1 RNAt para cada aa
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Síntese protéica - Iniciação 
RNAm possui um códon de iniciação: AUG
RNAm se liga, nessa região AUG, à menor das duas subunidades ribossômicas – fatores de iniciação
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No ribossomo há 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos.
 somente os RNAt que têm seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon entram no ribossomo.
Síntese protéica - Elongação 
Met
Phe
U A C
A A A
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 Uma enzima (fatores de elongação) presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.
Síntese protéica - Elongação 
Met
Phe
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 O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
Síntese protéica - Elongação 
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 O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon para “frente”.
 o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon.
Síntese protéica - Elongação 
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 Uma enzima (fatores de elongação) presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.
Síntese protéica - Elongação 
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
A A A
G A A
 Assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.
O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
Síntese protéica - Elongação 
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 Quando o ribossomo passa por um CÓDON DE TERMINAÇÃO nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação.
Síntese protéica - Terminação 
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
 Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado.
Síntese protéica - Liberação 
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Considerações Finais
Uma proteína  + de 70 aminoácidos ligados.
1 códon  3 nucleotídeos no RNAm
1 códon  1 aminoácido na proteína
Nº de ligações peptídicas  Nº de aminoácidos – (menos) 1.
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Considerações Finais
1 anticódon  3 nucleotídeos no RNAt
O anticódon é complementar ao códon
Cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido  quem determina qual aminoácido será transportado é o anticódon.
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Ciclo celular
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O ciclo celular
Dividido em:
Intérfase
Divisão Celular
Mitose
Meiose
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Divisão Celular
Intérfase
O Ciclo Celular
Núcleo mitótico
Núcleo interfásico
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Núcleo interfásico
Durante a intérfase o DNA pode:
 DNA DNA
 DNA RNA Proteína
Replicação
Transcrição
Tradução
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Divisão Celular
Intérfase
O Ciclo Celular
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Intérfase
Fases:
G1 – síntese de proteínas
S – duplicação do DNA
G2 – síntese de proteínas e DNA duplicado
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G1
S
G2
Síntese Protéica
Duplicação do DNA
Síntese Protéica
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Mitose
Importância:
Produz células 2 filhas idênticas a célula mãe.
Duplicação do DNA
Divisão Celular
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Duplicação do DNA
Div 1: Separação dos cromossomos homólogos.
Div 2: Separação das cromátides irmãs.
Meiose
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