Aula-Ac-Nucleicos

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HISTÓRIA, ESTRUTURA E 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS 
DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS 
Paulo Preté 
Durante cerca de vinte anos, organizou sua anotações, elaborando possíveis explicações para 
os mecanismos de adaptação dos seres vivos a seus ambientes sem ter a mínima noção de 
como a transmissão da informação genética seria passada para os descendentes. Uma resposta 
que o matemático Mendel tinha, mas não sabia explicar em termos químicos. 
 Charles Darwin nasceu na Inglaterra (1809-1882) e foi o primeiro a propor explicações 
adequadas para a evolução biológica. Darwin, neto de um naturalista, adepto de idéias 
transformistas, nunca foi um estudante brilhante, não sendo diferente durante os dois anos que 
cursou medicina na Escócia. Voltou para a Inglaterra, ingressou em um seminário da igreja 
anglicana e tornou-se, nessa época, biólogo autodidata. 
IMPORTÂNCIA DE DARWIN NA HISTÓRIA DO DNA 
 O monge Johann Gregor Mendel (1822-1884) é chamado, com mérito, o pai da genética, por lançar 
as bases dessa ciência na década de 1860 . Realizou trabalhos com ervilha (Pisum sativum 2x=14 ) no 
mosteiro de Brunn, na Áustria. 
Sua primeira monografia foi publicada em 1866 mas, devido ao caráter quantitativo e estatístico de 
seu trabalho, além das influências do trabalho de Darwin (1859) sobre a origem das espécies, pouca 
atenção foi dada àqueles relatos. 
Em 1900 o trabalho de Mendel foi redescoberto por outros pesquisadores. Cada um deles 
obtiveram, a partir de estudos independentes, evidências a favor dos princípios de Mendel, citando-o 
em suas publicações. Em 1905, o inglês William Bateson, batizou a ciência iniciada por Mendel que 
começava a nascer de Genética, que explicava matematicamente a transmissão das características. 
IMPORTÂNCIA DE MENDEL NA HISTÓRIA DO DNA 
A primeira evidencia de que o DNA constituía o material genético sugerido pelos estudos 
matemáticos de Mendel, e responsável pela evolução das espécies defendida por Darwin, surgiu em 
1946, com Oswald Avery e seus colaboradores. Não é surpreendente, portanto, que vários cientistas 
estivessem interessados em DNA no início da década de 50. 
O DNA CONSTITUI O MATERIAL GENÉTICO 
O Próprio Watson conta em seu livro A Dupla Hélice como conseguiu obter de maneira 
escusa informações de dados cristalográficos de concorrentes Rosalind Franklin, química e 
cristalógrafa do King´s College de Londres. Watson ainda diz se sua descoberta foi a maior 
da biologia desde a teoria da evolução de Darwin. No final da década de 1980, Watson 
liderou o inicio do projeto de sequenciamento do genoma humano. 
Em novembro de 1951, Watson compareceu a um seminário de Rosalind Franklin no King´s 
College, que comentava sobre suas fotos de difração de raios X em fibras de DNA, o que 
sugeriu para Watson, mesmo sem conhecer bolufas de como preparar amostras de DNA e de 
como funciona um gerador de raios X, sem falar do conhecimentos parcos da química do 
material genético. 
R. FRANKLIN E A ESTRUTURA DO DNA 
Crick insistia para Watson que eles não tinham que se preocupar muito com os fatos e sim com a 
estrutura em si, baseando-se em dados de difração de raios X, utilizando uma mistura de intuição e 
dedução e empregando modelos de átomos introduzidos por Pauling, chegaram ao momento Eureca. No 
dia da concepção da estrutura, Crick entrou num pub, no campus da Universidade de Cambridge, 
gritando: Descobrimos o segredo da vida. 
WATSON E CRICK NA CODIFICAÇÃO DA 
ESTRUTURA DO DNA 
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA 
PROJETO GENOMA HUMANO (PGH) 
Este consórcio publicou um esboço inicial na revista científica Nature em fevereiro 
de 2001 com cobertura de cerca de 90 por cento do genoma. 
 
Em 14 de abril de 2003, um comunicado de imprensa conjunto anunciou que o 
projecto fora concluído com sucesso (99% do genoma humano com uma precisão 
de 99,99%) 
 
Aproximadamente 25.000 genes foram sequenciados. 
 
Aproximadamentr 50% dos genes sequenciados codificam proteínas com função 
conhecida. 
 
 
 
- Liderado por James D. Watson, foi fundado 
em 1990 nos EUA. 
 
- 5000 cientistas envolvidos 
 
- 250 laboratórios de pesquisa 
 
- Tempo estimado para conclusão (15 anos) 
 
O QUE É O MATERIAL GENÉTICO? 
cromossomo eucariótico 
locus gênico 
cromossomo 
conjunto 
cromossômico 
cromossomo 
núcleo célula 
DNA 
DIFERENÇAS ENTRE OS ÁCIDOS NUCLÉICOS 
 DNA, compreende o reservatório da informação 
genética. Estruturalmente são de fita dupla com 
milhares de bases até 108.. Sua estrutura secundária 
compreende uma dupla hélice, estabilizadas por 
pontes H-H entre as bases complementares. 
 
 Os grupos fosfatos estão expostos no corrimão 
da dupla hélice e as bases (apolares) se encontram 
no interior. Uma molécula apresenta de 6x106 a 3mm 
de comprimento quando desnovelada 
Na célula, o DNA está sempre associado a proteínas 
básica (histonas) formando as nucleoproteínas. 
RNA: São estruturalmente de fita simples de 
tamanho relativamente pequeno (75 a 84 bases até 
2x105). Apresenta a base nitrogenada Uracila no lugar 
de timina correspondente no DNA. 
 
Funcionalmente, constitui a base da organela 
ribossoma; tem papel de carregar informação do 
DNA para o ribossoma no citossol e atua como um 
adaptador e transportador do aminoácido. Em alguns 
Vírus (retrovírus) o RNA substitui o DNA 
ESTRUTURA DOS NUCLEOTÍDEOS E AS BASES 
 Os nucleotídeos são constituídos por 
fosfato, açúcar (Pentose - Desoxirribose) e 
base nitrogenada (Adenina, Guanina, 
Timina, Citosina e Uracila. 
Fosfato 
BASE 
NITROGENADA 
Pentose 
GRUPO 
FOSFATO 
MONO, DI, TRI 
AÇÚCAR 
(Desoxirribose) 
ESTRUTURA GERAL DOS DESOXIRRIBONUCLEOTÍDEOS 
DESOXIRRIBONUCLEOSÍDEO 
desoxiadenosina 
desoxiguanosina 
desoxicitidina 
desoxitimidina Adenina 
Guanina 
Citosina 
Timina 
DESOXIRRIBONUCLEOTÍDEO 
desoxiadenilato 
desoxiguanilato 
desoxicitidilato 
desoxitimidilato 
BASE 
Ausência de 
Oxigênio 
PAREAMENTO DE BASES NO DNA 
A fita continua A fita continua 
A fita continua O número de interações de 
hidrogênio depende das bases 
Envolvidas 
Veja 
oxigênio 
RIBONUCLEOTÍDEO 
GRUPO 
FOSFATO 
RIBOSE 
BASE 
Adenilato 
Guanilato 
Tidilato 
Uridilato 
ESTRUTURA GERAL DO ÁCIDO RIBONUCLÉICO RNA 
LIGAÇÃO FOSFODIÉSTER 
INICIADOR 
LIGAÇÃO FOSFODIÉSTER 
DESOXIRRIBONUCLEOTÍDEOS 
RIBONUCLEOTÍDEOS 
AMINOÁCIDOS 
Expressão Gênica 
fita molde 
transcrição 
Tradução 
RNAm 
códon 
Proteína 
(cadeia de 
aminoácidos) 
DNA 
metionina prolina leucina alanina arginina 
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA 
FUNDAMENTOS DA BIOSSÍNTESE 
DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS 
Paulo Preté 
Monge transcrevendo manuscrito, ca 1470. 
cultura derivada de glioma de rato 
Bacillus sp 
parede membrana plasmática 
DNA 
(área 
Nuclear) 
CÉLULAS SÃO UNIDADES CAPAZES DE GERAR CÓPIAS DE SI MESMAS 
Células simples como bactérias ou 
complexas como células de 
mamífero são capazes de gerar 
cópias de si mesmas transferindo 
seu material genético aos seus 
descendentes 
1 – a célula se elonga 
e o DNA é replicado 
2 – a parede e a 
membrana começam a 
se dividir 
3 – forma-se uma nova 
parede entre as duas 
células 
4 – as células se 
separam 
??? FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA ??? 
- O QUE É INFORMAÇÃO GENÉTICA ??? 
- QUAL A FUNÇÃO DESTE TIPO DE INFORMAÇÃO ??? 
- ONDE SE LOCALIZA ??? 
- COMO A INFORMAÇÃO GENÉTICA É INTERPRETADA ??? 
- COMO É O FLUXO E QUAL A SUA IMPORTÂNCIA ??? 
- QUAL A IMPORTÂNCIA DAS PROTEÍNAS ??? 
RNA 
PROTEÍNAS? DNA 
ESTRUTURA DO GENES NOS EUCARIOTOS 
Cromossomo Mitótico 
Fibra de 
Cromatina 
Cromátide 
Nucleossomas 
Histomas 
DNA 
PRINCIPAIS COMPONENTES ENVOLVIDOS NA REPLICAÇÃO 
Proteína ligante 
de DNA 
DNA Pol 
Helicase 
Primase 
DNA Pol 
Proteínas necessárias na separação das fitas: 
 Proteína ligante do DNA: reconhece uma região do 
DNA rica em A T que é separada com gasto de ATP; 
 Helicase(DnaB): Liga-se à fita simples, requerendo 
ATP; 
Proteínas SSB: desestabiliza a hélice por ligar-se 
cooperativamente, protegendo o DNA de fita simples 
da ação de enzimas nucleases. 
PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DOS RNAs 
RNAr (80%) 
RNAt (15%) 
ESTRUTURA DO RNA 
Moléculas poliméricas de mononucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster, menor que 
o DNA, contem ribose em vez de desoxiribose e URACILA em vez de TIMINA. 
 
CLASSIFICAÇÃO DO RNA 
RNAr, RNAt e RNAm. Eles diferem por: tamanho, função e modificações estruturais 
especiais. No entanto, os 3 participam da síntese PROTÉICA. 
RNAm (5%) 
Transporta a informação genética do DNA ao citossol onde é usado como molde para a 
síntese de proteínas 
RNA MENSAGEIRO 
TRADUÇÃO 
Pergunta 
 Como a seqüência de bases do rna é 
convertida em aminoácidos nas proteínas ? 
Aminoácido 
Anticódon 
Códon 
RNAm 
Ribossomo 
Subunidade 
menor 
Subunidade 
maior 
aminoacil t-RNA 
PRINCIPAIS COMPONENTES ENVOLVIDOS NA TRADUÇÃO 
O CÓDIGO GENÉTICO MOSTRA O AMINOÁCIDO ADICIONADO 
PARA CADA CÓDON (SEQÜÊNCIA DE NUCLEOTÍDEOS) DO RNAm 
Degeneração do 
código genético 
segunda base 
Número de Códons: 
Primeira base 
TRANSCRIÇÃO REVERSA NO VÍRUS HIV 
VIRUS HIV 
Enzima : Transcriptase reversa (TR) 
Retrovírus 
Infecção em aves 
Degrada a fita de RNA do híbrido RNA-DNA 
 
 O RNA dá origem ao DNA 
 Bacteriófagos de E.coli 
 Replicação do RNA na célula hospedeira 
 Molde: RNA