DNA Estrutura e Replicação

Prévia do material em texto

Amanda Freire de Assis Riccardi
DNA:
Estrutura e Replicação 
Biomedicina
Assuntos abordados nesta aula:
DNA: o material genético
Estrutura do DNA
Estrutura dos cromossomos em eucariotos
Replicação semiconservativa
Visão geral da replicação
Telômeros e telomerase
DNA: estutura e replicação
Referência bibliográfica para estudo
Capítulo 7 – Livro Introdução à Genética (GRIFFTHS et al.)
Capítulos 9 e 10 – Livro Fundamentos de Genética (SNUSTAD & SIMMONS)
DNA: o material genético
Frederick Griffth (1928) – Princípio transformante 
Oswald Avery, Colin MacLeod, Maclyn MacCarty (1944) – DNA é o agente transformante 
Alfred Hershey e Martha Chase (1952) – evidências utilizando fago T2
Estrutura do DNA (aW&C)
Elementos estruturais do DNA:
3 tipos de componentes químicos: (1) fosfato, (2) açúcar desoxirribose, (3) bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina e timina): NUCLEOTÍDEOS 
As regras de Chargaff da composição de bases:
 Quantidade de T sempre igual a de A e de G sempre igual a de C => T+C = A+G
Análise de DNA pela difração de raio X 
 Rosalind Franklin
DNA é longo e fino
Duas partes similares que são paralelas e correm ao longo da molécula
Molécula é helicoidal 
Estrutura do DNA (dW&C)
A dupla-hélice
Duas cadeias de nucleotídeos (filamentos) no formato de dupla-hélice
Os filamentos são mantidos unidos por pontes de hidrogênio entre as bases de cada filamento
O arcabouço de cada filamento é formado por unidades alternadas de fosfato e açúcar desoxirribose, conectadas por ligações fosfodiéster
Os filamentos estão em orientação oposta ou polaridade inversa
Estrutura dos Cromossomos Eucariotos
O DNA eucarioto está organizado em vários cromossomos presente em 2 ou mais cópias
O cromossomo eucarioto contém enormes moléculas de DNA altamente condensadas durante a divisão celular
Os cromossomos são constituídos por CROMATINA (DNA+proteínas cromossômicas + RNA)
Cada cromossomo eucariótico contém uma molécula gigante de DNA empacotada em contas elipsoides denominadas nucleossomos
Estrutura dos Cromossomos Eucariotos
 
O nucleossomo consistem em um segmento de DNA enrolado em torno de um octâmero (quatro pares) de histonas H2a, H2b, H3 e H4
Estrutura dos Cromossomos Eucariotos
CENTRÔMERO - constrição do cromossomo que mantém unidas as duas cromátides durante o processo de divisão celular
TELÔMEROS – extremidade dos cromossomos eucarióticos
Centrômeros e telômeros são compostos por cromatina altamente condensada – heterocromatina
 Centrômeros e telômeros apresentam várias sequências nucleotídicas curas em repetições em séria
Dogma Central da Biologia Molecular
Fluxo de informações genéticas:
Segundo o dogma central da biologia molecular, as informações genéticas geralmente fluem (1) de DNA para DNA durante sua transmissão de uma geração para outra. São transferidas para moléculas de RNA durante a transcrição para proteínas durante a tradução culminando na expressão fenotípica em um organismo.
12
A replicação do DNA
Cada filamento parental é conservado e serve de molde para a síntese de um novo filamento complementar
Replicação semiconservativa
Replicação é o processo de duplicação da molécula de DNA que antecede a divisão celular
Bidirecional
Semidescontínuo
Uma característica é absolutamente essencial à continuidade da vida em nosso planeta é a capacidade que os sistemas vivos têm de fazer cópias de si mesmos. Essa capacidade está tão intimamente associada ao material hereditário que, em 1953, ao proporem um modelo para o DNA, Watson e Crick já sugeriram um mecanismo
para a replicação dessa molécula. Desde então, nossa compreensão do processo de replicação do DNA aumentou enormemente e hoje temos uma idéia detalhada
de como a replicação acontece na intimidade das células e dos cromossomos. Descobrimos que durante esse processo acontecem erros que, quando não são
corrigidos pelas polimerases, se perpetuam na forma de mutações.
13
Origem de Replicação
 Cromossomo eucarioto: múltiplas origens de replicação
14
DNA Polimerase
Sentido 5’- 3’
O novo DNA é feito por enzimas denominadas DNA polimerases, que necessitam de um molde e um primer (iniciador) e sintetizam DNA na direção 5' para 3‘.
15
5’
3’
3’
5’
3’
5’
Primers de RNA como Iniciadores
Replissomo
Catalisar a replicação do DNA
Remover super-hélices do DNA
Abrir a hélice do DNA
Manter o DNA unifilamentqr
DNA Primase + DNA helicase = > PRIMOSSOMO
Várias proteínas no Sistema = Replissomo: aparelho de replicação complete que se move ao longo da molécula de DNA ao londo de uma bolha de replicação. 
18
Duplicação de Nucleossomos 
Síntese de novas histonas, principalmente fase S
Desmontagem e montagem do nucleossomo: Nap-1 (proteína 1 de montagem do nucleossomo e Caf-1 (fator de montagem da cromatina)
 
Replicação dos Telômeros
21