AULA 8 Genética e Evolução Ácidos Nucleicos 2

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A QUÍMICA DA CÉLULA: 
Ácidos Nucléicos
Nucleotídeos, DNA , RNA e Proteínas.
Interações entre DNA e Proteínas.
Genes.
Mutações do DNA
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Ácido Nucléico (1/7)
Histórico:
 1869  Friederich Miescher
 exame de células retiradas de secreções purulentas
 isolamento do núcleo celular
1940  desenvolvimento dos estudos dos ácidos nucléicos  formam GENES responsáveis pela HERANÇA BIOLÓGICA.
OCORRÊNCIA: em todas as células vivas.
FUNÇÃO: responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação genética por sua tradução que é expressa pela síntese precisa das proteínas contém a informação genética. 
TIPOS:
DNA.
RNA
São macromoléculas constituídas por nucleotídeos encadeados.
Possuem caráter ácido e foram originalmente descobertos no núcleo celular.
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Ácido Nucléico (2/7)
Trios Moleculares:
unidade constituinte  NUCLEOTÍDEOS.
CONSTITUIÇÃO
ÁCIDOS NUCLÉICOS
São moléculas complexas produzidas pelas células e essenciais a todos os organismos vivos. Estas moléculas governam o desenvolvimento do corpo e suas características específicas, fornecendo a informação hereditária e dirigindo a síntese de proteínas. 
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Ácido nucléico (3/7)
DETALHANDO O NUCLEOTÍDEO
A URACILA é encontrada apenas no RNA, enquanto a base timina é encontrada apenas no DNA.
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Ácido Nucléico (4/7)
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Ácidos Nucléicos: (5/7)
Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos:
Ácido Desoxirribonucléico(DNA)
Ácido Ribonucléico(RNA)
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Ácidos Nucléicos: (6/7)
DNA (ácido desoxirribonucléico) e RNA (ácido ribonucléico)
Radical Fosfato
Uma pentose (ribose  RNA e desoxirribose DNA)
Uma base nitrogenada (Adenina, Guanina, Citosina, Timina e Uracila).
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Ácidos Nucléicos: (7/7)
No DNA encontram-se as bases nitrogenadas adenina (A), guanina(G), timina(T) e citosina (C). 
Já no RNA a timina (T) é substituída pela uracila (U). 
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DNA
RNA
Adenina
Guanina
Citosina
Timina
Uracila
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (1/7) 
Carregam informações relativas ao funcionamento celular, às atividades do organismo e a estruturação do organismo.
Além de existir no núcleo das células, pode também existir nas mitocôndrias e cloroplastos.
DNA orienta a produção de DNA e este determina a produção de proteínas.
Todas as células do corpo possuem o mesmo DNA, salvo as MUTAÇÕES.
Cada grupo de célula expressam diferentes moléculas de RNA.
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (2/7) 
Diferentes formas de representar uma molécula de DNA.
A - Representações dos átomos por modelos de esferas.
B - Representação da dupla-hélice no espaço
C - Representação plana mostrando as duas cadeias unidas por suas bases nitrogenadas. Em destaque as ligações (pontes) de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.
O DNA apresenta uma estrutura secundária sob a forma de “dupla-hélice” (Watson e Crick, 1953).
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (3/7) 
DNA: 
 Composto por duas cadeias polinucleotídicas que, por sua vez, estas são formadas por inúmeros nucleotídeos.
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (4/7) 
Macromolécula formada por duas cadeias de NUCLEOTÍDEOS.
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (5/7)
Nucleotídeos do DNA
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (6/7) 
Ácido Desoxirribonucléico.
Constituem os genes.
Molécula de fita dupla formando uma dupla hélice
As fitas estão unidas pelas ligações de Hidrogênio suas bases nitrogenadas ocorrem em pares específicos:
A = T
C = G
Duas ligações de hidrogênio
Três ligações de hidrogênio
Seqüência de bases 
de uma cadeia de DNA:
ATTGCATGCGCATTACG
TAACGTACGCGTAATGC
Seqüência 
complementar
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Ácidos Desoxirribonucléico – DNA (7/ 7) 
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Dogma Central da Biologia
DNA: forma o gene, responsável pela síntese de uma determinada proteína tem como resultado uma característica hereditária, como o tipo sanguíneo.
RNA: constroem a proteína sob o comando do DNA.
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Propriedades do Ácido Desoxirribonucléico (DNA)
Replicação ou autoduplicação: capacidade de fazer cópias de si mesmo
 As duas fitas servem de molde para a síntese de novos DNA
Transcrição ou síntese de RNA:
 Uma fita serve de molde (cadeia ativa)
 
DNA
DNA
RNA
DNA
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DUPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVADO DNA
Duplicação do DNA (replicação)  as duas fitas se afastam fita original servirá de molde para a formação de uma nova fita (fita complementar)
Origina duas moléculas idênticas cada uma delas com a mesma seqüências de bases nitrogenadas presente na molécula original.
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Nucleotídeos livres presentes na célula  unem-se a fita original  é respeitada a regra de complementação:
 A com T e C com G por ação da enzima DNA ligase;
 DNA polimerase  liga um nucleotídeo e outra.
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DUPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA  Fim da duplicação formação de duas moléculas de DNA  em cada uma há uma fita antiga (molde original) e outra nova (complementar)
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ÁCIDO NUCLÉICO : RNA
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Esquema da molécula de RNA
1) O RNA possui uracila no lugar da timina na seqüência de bases.
2)A pentose do RNA é a ribose O RNA é formado por uma fita única. A molécula do RNA é muito menor que a do DNA. 
3) Existem 3 tipos de RNA, cada um com características estruturais e funcionais próprias: 
RNA r
RNA t
RNA m
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Principais tipos de RNA
RNA m (mensageiro) - formada ainda dentro do núcleo sendo responsável pela transferência de informações do DNA (Transcrição) até ao local de síntese de proteínas na célula.
Possuem a informação sobre a ordem que devem ser unidos os aminoácidos constituintes da proteína.
Informação codificada na seqüência de trinca de bases nitrogenadas  Códon.
Códon define um aminoácido constituinte da proteína.
RNA t (transportador) - é um RNA de menor peso molecular que transporta os aminoácidos para a síntese protéica (Tradução). 
Cada RNA t é específico para apenas um aminoácido e transporta esse aminoácido fixado em sua extremidade livre.
Responsável pelo transporte, até os ribossomo, das moléculas de aminoácidos que constituirão a proteína.
ANTICÒDON - Trinca de bases
RNAr (ribossômico) – participam , junto com certas proteínas, das estruturas dos ribossomos, grânulos citoplasmáticos nos quais ocorrem a síntese de proteínas celulares.
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Transcrição Gênica
Processo de produção do RNA
 síntese de RNA  utilização do ribonucleotídeo (nucleotídeo cujo açúcar é a RIBOSE).
Todo RNA celular é produzido a partir de APENAS um molde  uma das cadeias de DNA.
Enzima  POLIMERASE DO RNA  encaixa-se na região promotora – início do gene  indo até a encontrar a seqüência do término da transcrição.
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Início e fim de um GENE
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A cadeia de DNA é constituída por duas cadeias ponucleotídicas unidas por suas bases nitrogenadas.
Separação das duas cadeias de DNA que constituiu o GENE.
Uma das cadeias servirá de molde para formação do RNA e a outra permanecerá inativa esperando o final do processo.
A molécula de RNA é formada a partir da cadeia-molde de ribonucleotídeos, e esta volta a reconstituir-se.
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Tradução Gênica
O RNA é o intermediário entre a informação contida no DNA e a síntese proteica.
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Resumindo...
Durante a transcrição (ocorre no núcleo), uma cadeia de RNA é sintetizada a partir de um molde de DNA.
 Este RNA, chamado mRNA(RNA mensageiro – transporta da informação do DNA) é levado ao citoplasma da célula.
No citoplasma da célula a informação é decodificada, com a síntese da respectiva proteína no ribossoma (organela celular para a síntese proteica) – tradução.
 Neste processo um outro tipo de RNA, o tRNA (RNA de transferência) transporta consigo o aminoácido específico do codão de mRNA que estáa ser traduzido.
Desse forma, a seqüência de códons do RNAm determina a seqüência de aminoácidos que formarão a proteína, seguindo a ordem dada pelo DNA. 
À medida que um grupo de ribossomos desliza pelo RNAm, auxiliados pelo RNAt, os aminoácidos vão-se unindo e formando uma molécula de proteína. 
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Esquema geral: 
O funcionamento de um gene
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Reparação de genes com defeito
DNA
DNA
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Diferenças bioquímicas de DNA e RNA
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Código genético
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MUTAÇÕES
Ocasionalmente ocorrem alterações no material gênico. 
Causas  radiações, substâncias químicas, fatores biológicos (vírus) ou erros no emparelhamento das bases não corrigidos pelas enzimas de duplicação do DNA. 
As mutações modificam a seqüência de bases nitrogenadas, modificando, portanto, as proteínas fabricadas e, conseqüentemente, as características do organismo. 
MUTAÇÕES 
Prejudicial  altera ao acaso um sistema vivo, que é altamente organizado.
Benéfica  podem "melhorar" ligeiramente uma característica do organismo.
EVOLUÇÃO DAS ESPÉCIES  MUTAÇÃO + SELEÇÃO NATURAL
Seleção natural  conjunto de fatores ambientais que atuam sobre um determinado grupo de indivíduos de uma dada região, interagindo de forma a levá-los a uma sobrevivência adaptativa  manutenção da espécie ou a extinção.