Genetica aula 3 Natureza quimica do material genetico 2018 novo Betania

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Genética
Curso Medicina Veterinária
Prof(a): Betânia Glória Campos
M. Veterinária – Doutora Produção Animal UFMG
Patos de Minas, 2018
Aula 3 – Natureza química do material genético;
Estrutura dos ácidos nucléicos;
Duplicação do DNA, trancrição e tradução.
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
• Depois de muitos experimentos, somente em 1952 a comunidade 
científica aceitou o DNA como sendo o material genético.
• Porque da relutância?
• Achavam a substância química do DNA muito simples para tanta 
habilidade. 
Quais habilidades?
• Estocar todas as informações sobre as características de um organismo;
• Passar a informação adiante de uma geração para seguinte;
• O material genético tem tanto a habilidade em codificar uma informação
específica, quanto a capacidade em duplicar esta informação com 
precisão
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Prova de que o DNA é o material genético
•Pesquisa de Hershey 
e Chase em 1952.
•Esclareceu a dúvida se 
o material genético era 
formado por DNA ou
protéina.
BacteriófagoFosforo Enxofre
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
C
T
G
A
C
T
G
A
C
T
G
A
C
A
G
C
T
G
A
C
T
G
Armazena e codifica grande quantidade de
informação (4n - 4 - bases AGCT e n-
número de bases da molécula).
Autoduplicação.
Apresenta mecanismo de defesa contra a
perda de informação genética (informação
nas duas cadeias).
A complementaridade das bases do DNA
permite que as cadeias se identifiquem e se
reúnam numa mistura complexa de
moléculas – hibridização.A DUPLA HÉLICE
WATSON E CRICK 1953 
Porque o o DNA é o material genético
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA – Watson e Crick (1953).
 O DNA é composto de 4 moléculas básicas chamadas: NUCLEOTÍDEOS
 NUCLEOTÍDEOS: são
idênticos exceto por conterem
uma base nitrogenada
diferente.
 Cada NUCLEOTÍDEO contém:
Um grupo fosfato, um açúcar
(desoxirribose) e uma das 4 
bases nitrogenadas .
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
 Purinas: adenina e guanina;
 Pirimidinas: citosina e timina
Quais são as 4 bases nitrogenadas?
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA – Regras de Chargaff
Vamos à umas regrinhas
1. A quantidade total de purinas (A+G) 
= pirimidinas (T+C);
2. A quantidade de Timina = Adenina;
3. A quantidade de Citosina = Guanina;
4. Mas a quantidade de A+T ≠ C+G.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
• Relação A+T/G+C
Organismo Tecido A+T/G+C
Mycobacterium
tuberculosis
- 0,42
Humano Fígado 1,53
Humano Espermatozóide 1,62
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
2-Deoxy-D-ribose
Desoxirribose – Pentose - Açúcar
Estrutura do DNA
1c
2c
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
 E como seria a estrutura espacial do DNA? 
Elucidada em 1953 por Watson e Crick
o Modelo Helicoidal – Dupla Hélice
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
 E como seria a estrutura espacial do DNA? 
 DNA é longo e fino;
 Tem duas partes paralelas uma à outra, 
correndo ao longo da molécula;
 Molécula é helicoidal;
 Estrutura em dupla hélice que se assemelha
a uma escada em caracol, enrolada para
direita.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA
Modelo de Watson e Crick 
 Dupla hélice;
 Cada metade é formada por uma
cadeia de nucleotídeos mantidos juntos
por LIGAÇÕES FOSFODIÉSTER ou
açúcar-fosfato;
 As duas hélices são mantidas juntas por
PONTES DE HIDROGÊNIO.
 As pontes de hidrogênio são ligações
bem fracas e isto tem uma importância, 
que será vista.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Revisão!!!!!!
O que é um éster? 
 Os ésteres são compostos
orgânicos cujas moléculas possuem
o grupo acila (COO) ligado a
dois radicais orgânicos (iguais ou
não).
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Revisão!!!!!!
O que são pontes de hidrogênio? 
Atração elétrica fraca onde um átomo
com carga negativa (O, Flúor e N) de
uma molécula, atria outro átomo com
carga positiva de outra molécula.
Apresentador
Notas de apresentação
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NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Estrutura do DNA - Modelo de Watson e Crick 
As duplas fitas correm anti-paralelas
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
OS NUCLEOTÍDEOS SÃO 
LIGADOS ATRAVÉS DO C5 E C3 
DAS PENTOSES
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Capacidade do DNA em codificar informações x computador
Curiosidade
Trabalham em sistema binário
Processam 2n
1bit=1unidade binária (0 ou 1)
Trabalham em sistema quaternário
Processam 4n
DNA humano – praticamente
infinito 4 2,9bilhões
Apresentador
Notas de apresentação
Centenas de bilhões de nucleotideos
NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL 
GENÉTICO
Pares de nucleotídeos por organismo
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Duplicação do DNA
• Replicação semiconservativa – Modelo de Watson e Crick
• Watson e Crick perceberam que
o pareamento complementar de 
bases fornecia o fundamento da
fidelidade de replicação do DNA.
• Cada base no filamento molde
dita a base complementar no 
filamento novo.
Apresentador
Notas de apresentação
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Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Propriedades da duplicação
 O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação.
 A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir.
 Ocorre durante a fase S da intérfase.
Fase S Interfáse:
8 horas para replicar 6x109 
pares de base.
Interfase
Mitose
G22G1
S
Apresentador
Notas de apresentação
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Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
• Hoje é sabido que o processo de replicação do DNA é muito complexo.
• Abaixo algumas das principais enzimas envolvidas:
Helicases – separa as duas fitas da molécula de DNA.
Primase – sintetiza pequenas moléculas de RNA (10 bases) utilizadas como
iniciadores (primers) durante o processo de replicação do DNA.
DNA polimerase –adição de um nucleotídeo de acordo com a sequência
exposta. Sempre no radical hidroxil da extremidade 3’ da cadeia que está se
formando. Desta forma, as fitas só podem crescer no sentido 5“----3’.
Revisão contra mutações – atividade exonucleásica 3’-- 5’. Remoção do
primer.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicaçãodo DNA
SSB (“single-strand-binding”) – ligam-se a cada uma das fitas impedindo o reanelamento
das mesmas.
Topoisomerases – responsáveis por aliviar a torção na parte da fita que não está sendo
replicada.
DNA Ligase - completa a ligação fosfodiester após retirada fragmentos de okazaki.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
1) Origem de Replicação
Por ser muito extenso o 
DNA é aberto em locais 
específicos chamados 
Origens de replicação.
As origens de replicação 
formam “bolhas de 
replicação” que avançam 
para os dois lados 
simultaneamente.
Por isso a replicação do DNA 
é dita Bidirecional
A medida que vão avançando 
elas vão se encontrando até 
duplicar o DNA inteiro.
Apresentador
Notas de apresentação
Replicação ocorre em todos cromossomos ao mesmo tempo
Mais de 3.000 regioes de replicação
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Início da replicação do DNA
1. A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma fita a partir do nada.
2. As DNA’s polimerase necessitam de uma fita inicializadora auxiliar (PRIMER)
3. Uma enzima chamada PRIMASE
confecciona o primer para que a 
DNA polimerase possa iniciar 
a duplicação do DNA.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
A Enzima DNA polimerase capta 
nucleotídeos e os unem, conforme o 
pareamento:
A-T / G-C
Início da replicação do DNA
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Sentido de alongamento do DNA 5’  3’
• A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’  3’
• Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’  3’
Etapas da duplicação
Só que o DNA apresenta 
uma orientação anti-paralela 
entre as duas fitas.
No final do processo: Os 
primers da fita retardada são 
removidos e os fragmentos 
de DNA unidos pela DNA 
ligase.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
FITA CONTÍNUA (FITA LÍDER) – sintetizada continuadamente a partir de
um iniciador na fita molde 3’_ 5’
FITA DESCONTÍNUA (FITA RETARDADA) – sintetizada
descontinuadamente a partir de múltiplos iniciadores
• Sítios descobertos no molde da fita descontínua são copiados em
pequenos iniciadores de RNA pela primase.
• Cada iniciador é alongado pela DNA polimerase resultando na formação
dos FRAGMENTOS DE OKAZAKI.
•DNA polimerase remove o primer do RNA do fragmento adjacente e
preenche os “gaps” entre os fragmentos que, então, são unidos pela DNA
ligase.
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Mecanismo de replicação do DNA
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
Rapidez e Precisão da Replicação do DNA
Espécie Humana: 5,81 x109 pares de bases por célula somática.
Para ocorrer mitose todo este material deve ser replicado
Comparação a um livro:
1900 pares de base/página;
3.000.000 páginas ou 6.000 livros de 500 paginas;
Deveria ser digitado em 6 horas;
Erro permitido: 1 par de base para cada 1.000.000;
No total de DNA de uma célula humana é esperado cerca de 12.000
nucleotídeos inseridos erradamente em cada replicação
Variação
Taxa de reparo – revisão editorial – DNA Polimerase 
Curiosidade
5.810.000.000
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
O Dogma da Biologia Molecular
O Dogma propõe que existe uma unidirecionalidade na informação
contida nos genes em que esta informação genética é perpetuada
através da replicação do DNA e é traduzida através de dois processos:
Transcrição: que converte a informação do
DNA em uma forma mais acessível (uma fita
de RNA complementar);
Tradução: que converte a informação contida 
no RNA em proteínas.
Este dogma foi proposto pela primeira vez por 
Francis Crick, em 1958.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Composição e Estrutura do RNA
O RNA, ou ácido ribonucléico tem muitas semelhanças com o DNA,
porém apresenta diferenças fundamentais:
é formado por uma fita simples que pode dobrar-se sobre si mesma
(produzindo formas tridimensionais complexas através da ligação
intramolecular de pares de bases nitrogenadas),
possui o açúcar ribose em vez da desoxirribose;
 e a base nitrogenada uracila em vez da timina.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Composição e Estrutura do RNA
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Composição e Estrutura do RNA
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Composição e Estrutura do RNA
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Composição e Estrutura do RNA
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Transcrição
Os primeiros pesquisadores tiveram bons motivos para pensar que a
informação não é transferida diretamente do DNA para a proteína.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Transcrição
Formação do mRNA a partir da informação contida no DNA (núcleo) e por 
complementaridade. 
As cadeias do DNA se separam e uma serve de molde para o RNA, enquanto 
a outra fica inativa. 
Ao fim da transcrição, as cadeias 
que foram separadas voltam a 
unir-se.
Para que ocorra a 
transcrição é necessário a 
ação de uma enzima que 
catalisa o processo, a RNA 
polimerase.
Apresentador
Notas de apresentação
A transcriçao dso ocorre de genes ou grupos de genes.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Transcrição
O mRNA, formada a partir do molde de uma das cadeias do DNA, é polimerizado 
no sentido 5´-3´e as bases ligam-se por complementaridade. 
(Timina é substituída pela Uracila e liga-se à Adenina).
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Transcrição
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Transcrição
Etapas
1 – Reconhecimento da cadeia molde de DNA
O DNA e as polimerases do RNA (enzimas catalisadoras da reação)
estão livres na célula e podem se encontrar ao acaso;
A transcrição só tem início quando a enzima encontra e liga-se
fortemente ao sítio promotor. Quando isso acontece, a dupla-hélice é
desenrolada e as fitas são separadas.
2 – Início da transcrição
A RNA polimerase ligada à região promotora inicia o processo de 
transcrição, promove a separação pontual das cadeias e inicia-se a 
transcriçãoda informação, formação do RNA a partir de nucleotideos
livres na célula e faz-se sempre na direção 5´-3´.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Transcrição
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Transcrição
Etapas
3 – Alongamento
À medida que vai sendo fabricado o RNA mensageiro, liberta-se da cadeia-
molde de DNA e o DNA já transcrito enrola-se quase imediatamente, 
voltando ao seu estado inicial (dupla hélice). A este processo, dá-se o nome 
de Elongação
Curiosidade: A cadeia de RNA produzida é simples e livre. Cerca de 40 
nucleotídeos podem ser produzidos por segundo, a uma temperatura de 
37ºC em bactérias.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Transcrição
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Transcrição
Etapas
4 – Finalização
O RNA polimerase percorre a cadeia e transcreve o DNA em RNA até
encontrar a sequência de término, que contém bases específicas que
determinam o fim da transcrição.
Quando a RNA polimerase encontra a sequência de terminação, o RNA
para de ser transcrito.
Neste momento, liberta-se uma molécula de RNA e imediatamente a
molécula de DNA se enrola completamente. A sequência de DNA que
contém os genes sinalizadores do término é chamada de região
terminação.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Transcrição
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Maturação
No RNA formado a 
partir do DNA há a 
formação de códons, que 
nada mais são que grupos 
de três bases nitrogenadas 
que formam um código 
para um determinado 
aminoácido.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
Duplicação do DNA, transcrição e tradução
Maturação
Algumas partes do RNA produzido não são codificantes, ou seja, não serão
utilizadas para produzirem proteínas. Estas partes são chamadas de íntrons. As
regiões que serão expressadas são chamadas de éxons. Assim que é formada, a
molécula de RNA passará por um processo de maturação, onde
os íntrons serão removidos.
Apresentador
Notas de apresentação
O dna se encontra no núcleo e a proteína é sabido sintetizada no citoplasma.
FIM
Apresentador
Notas de apresentação
Concentração em cidades com até 100.000 hab
	Genética�Curso Medicina Veterinária
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	Número do slide 3
	Número do slide 4
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	Número do slide 9
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	OS NUCLEOTÍDEOS SÃO LIGADOS ATRAVÉS DO C5 E C3 DAS PENTOSES
	Número do slide 18
	NATUREZA QUÍMICA DO MATERIAL GENÉTICO
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Curiosidade
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Número do slide 37
	Número do slide 38
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Transcrição
	Transcrição
	Transcrição
	Transcrição
	Transcrição
	Transcrição
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	Duplicação do DNA, transcrição e tradução
	FIM