Aula 3 Estrutura dos ácidos nucleicos e replicação do DNA

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE MEDICINA VETERINÁRIA
BASES DA BIOLOGIA MOLECULAR
 Prof. William Volino
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS E REPLICAÇÃO DO DNA 
 
 
 
Ácidos Nucleicos
						
- São polímeros de nucleotídeos
Grandes moléculas de pH ácido presentes no núcleo, mitocôndrias e plastos
 		DNA
 		RNA
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Nucleotídeos
 
- São encontrados polimerizados como nas moléculas de DNA e RNA ou livres
- São formados por três constituintes básicos:
	1 carboidrato (açúcar)
	1 base nitrogenada
	1 molécula de ácido fosfórico
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Carboidrato
 
- É uma pentose (com 5 carbonos)
- Pode ser a Ribose ou a 2 – Desoxiribose
- Na 2 – Desoxiribose a hidroxila do carbono 2 é substituída por um 
 hidrogênio
- Os carbonos são numerados de 1 a 5: 1’, 2’, 3’, 4’ e 5’
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Bases Nitrogenadas
 - Possuem anel simples ou duplo
- Se ligam no carbono 1’ da pentose
- Se dividem em Purinas (2 anéis) e Pirimidinas (1 anel)
- As purinas são a Adenina e a Guanina
- As pirimidinas são a Citosina, Timina e Uracila
 
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Ácido Fosfórico
 
Se une ao nucleosídeo (açúcar + base nitrogenada) no carbono 5’
Polinucleotídeos
 
- Formados pela polimerização dos nucleotídeos
- A ligação se dá através do fosfato (ligações fosfodiéster)
- A ligação fosfodiéster ocorre entre o fosfato do carbono 5’ com o carbono 3’
- Desta forma é determinada a extremidade 5’ (com o carbono 5’ livre para 
 uma nova ligação) e a extremidade 3’ (com o carbono 3’ livre para uma 
 nova ligação.
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Polinucleotídeos
 
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Ácido Desoxirribonucléico (ADN)
 
- A pentose é a 2 – desoxiribose
- É formado por 2 polinucleotídeos (dupla hélice)
- As bases ficam voltadas para o interior da molécula e o carboidrato para fora
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Ácido Desoxirribonucléico (ADN)
 
- As bases se ligam através de pontes de hidrogênio, por complementaridade
- Entre A e T existem 2 pontes de hidrogênio
- Entre G e C existem 3 pontes de hidrogênio
- As duas fitas são complementares, por isso, a quantidade de A é igual a quantidade de T e a quantidade e G é igual a quantidade de C
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Ácido Desoxirribonucléico (ADN)
 
- As duas fitas tem sentido inverso, são ante paralelas. 
 Uma delas ocorre no sentido 5’ – 3’ 
 e a outra no sentido 3’ – 5’
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Ácido Ribonucléico (RNA)
 
A Pentose é a Ribose
É uma cadeia única
Possui as bases nitrogenadas 
 A, U, G e C
 A base U pareia com o A, caso 
 necessário
Possui as extremidades 5 ‘ e 3’
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Ácido Ribonucléico (RNA)
 
São de 3 Tipos principais: RNA mensageiro (mRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA ribossômico (rRNA)
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Ácido Ribonucléico (RNA)
 
- O mRNA dirige a síntese de proteínas (é traduzido em proteínas)
- O rRNA é estrutural, participando da composição dos ribossomos
- O tRNA transporta os aminoácidos durante a síntese protéica
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Novidade!!!!
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Cerca de 30% do genoma são genes e sequencias relacionadas a genes
Os 70% do genoma são de DNA extragênico
	80% Sequencias únicas
	20% DNA repetitivo
		
		Disperso 
			SINEs – 280 pb / 700.00 a 1.000.000 x
			LINEs – 1,4 kb / 60.000 a 100.000 x
			HERV (retrovírus endógenos humanos)
		
							
DNA Satélite
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		Agrupado ou em tandem
			Satélite Clássico (100 e 5000kb)
			Minissatélite (100 e 20 kb)
			Microssatélite (<150 pb/ 4pb)
							
DNA Satélite
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DNA Satélite
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REPLICAÇÃO DO DNA
 
 
 
Replicação do DNA
						
- Ocorre na fase S da intérfase (mitose e meiose)
 		
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Replicação do DNA
						
- As cromátides são duplicadas e permanecem unidas pelos centrômeros
 		
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Replicação do DNA
						
- É a forma pela qual os genes são transmitidos para células filhas
 		
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Replicação do DNA
						
- É semiconservativa
 		
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Replicação do DNA
						
- É assincrônica – na heterocromatina é tardia
- Nos eucariotos parte de múltiplas origens de replicação, formando 
 forquilhas de replicação
- É bidirecional
 		
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Replicação do DNA
						
- Requer a desnaturação e renaturação do DNA
- Requer a presença de nucleotídeos, que vão sendo adicionados na 
 extremidade 3’
 		
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Replicação do DNA
						
- Um primer é necessário. Um pequeno fragmento de RNA complementar 
 que fornece uma extremidade 3’ para adição de novos nucleotídeos
 		
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Replicação do DNA
						
Uma fita é contínua (adiantada) e outra é descontínua (retardada)
Na fita descontínua são produzidos
 vários Fragmentos de Okazaki 
- Um primer é necessário para cada 
 segmento
 		
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 Enzimas envolvidas
 - A Helicase separa as duas fitas do DNA. 
- As proteínas de ligação (SSB) impedem a renaturação
- O primer é sintetizado pela RNA primase, uma RNA polimerase especial
Replicação do DNA
 
						
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 Enzimas envolvidas
 - As enzimas topoisomerase I e topoisomerase II (girase) evitam o excessivo 
 enovelamento das fitas a medida que a helicase vai separando-as. 
 Elas agem como nucleases e ligases.
Replicação do DNA
 
						
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 Enzimas envolvidas
 - A medida que a forquilha de 
 replicação vai caminhando 
 a DNA polimerase (III) vai 
 sintetizando as duas novas fitas
Replicação do DNA
 
						
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 Enzimas envolvidas
A enzima DNA ligase faz a ligação dos fragmentos das fitas
A enzima nuclease reparadora (DNA pol I) retira o primer da nova fita e substitui por um segmento equivalente de DNA
Replicação do DNA
 
						
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 Enzimas envolvidas
As enzimas do complexo Telomerase evitam as perdas de segmentos teloméricos que ocorrem quando o primer é retirado da extremidade da fita descontínua.
Replicação do DNA
 
						
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 Eficiência do processo - Fidelidade
Menos de um erro por 1010 nucleotídeos
DNA pol I e DNA pol III atuam como exonucleases (reparadoras) 
Replicação do DNA
 
Dúvidas???