Estrutura e função dos ácidos nucleicos

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Estrutura e Função dos Ácidos Nucleicos
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Funções do Material Genético
Função Genotípica – Replicação
Função Fenotípica – Expressão Gênica
Função Evolutiva - Mutação
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Friedrich Miescher, 1868
 
Nucleína de Miescher
Células de pus obtidas de bandagens
Tratamento com pepsina
Substância ácida (nucleína)
Rica em Nitrogênio e Fósforo
Trabalho publicado em 1871
“A estrutura e função da nucleína descrita por Miescher permaneceu desconhecida até a meados de 1940”
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Transformação Bacteriana
Frederick Griffith, 1928.
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Transformação Bacteriana
Frederick Griffith, 1928.
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Transformação mediada pelo DNA
Oswald Avery, Collin McLeod e Maclyn McCarty, 1944.
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Evidência em Bacteriófago T2
Alfred Hershey (Nobel, 1969) e Marta Chase, 1952.
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RNA como material genético em alguns vírus
- Franekel-Conrat e colaboradores, 1957.
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Informação Genética - DNA
DNA se concentra no núcleo
Relação precisa – Quantidade de DNA x Conjuntos Cromossômicos
Composição molecular do DNA é a mesma em qualquer célula
Estabilidade do DNA
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Estrutura do DNA e RNA
Composição dos nucleotídeos
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Estrutura do DNA e RNA
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Cadeias polinucleotídicas
Ligações fosfodiester
Polaridade química: 5’ – 3’ 
RNA: fita simples
DNA: fita dupla
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Estrutura do DNA e RNA
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Dupla Hélice
Erwin Chargaff e colaboradores
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Dupla Hélice
Watson, Crick, Wilkins e Franklin.
Padrões de difração de raios x.
Dupla fita, ordenada, com
subestruturas repetidas a cada 
0,34nm.
- Nobel em 1962.
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Dupla Hélice
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Dupla Hélice
10,4 pares de base por 360 graus.
Fitas antiparalelas.
Fenda Maior e Fenda Menor.
Estabilidade da molécula.
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Formas Alternativas da Dupla Hélice
DNA B – condições fisiológicas normais
DNA A – DNA/RNA e RNA/RNA
DNA Z – função desconhecida
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Estrutura cromossômica em procariotos e vírus
Monoplóides
Bacteriofago M2 (RNA) – 3.569 nucleotídeos – 4 genes
Bacteriofago X174 (DNA) – 5.386 nucleotídeos – 11 genes
Bacteriofago T2/Poxvírus (DNA) – 150 genes
Escherichia coli – 2.500 a 3.500 genes
E. coli
Molécula circular de DNA – 1.500µm Diâmetro da E.coli – 1 à 2µm
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Superélices
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Superélices
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Superélices
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Genoma Dobrado
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Estrutura cromossômica em eucariotos
Níveis de complexidade não encontrados em procariontes
	São organismos diplóides
	
	Algumas plantas são poliplóides
	Possuem muito mais DNA que os procariontes
	Possuem 2 à 25 vezes mais genes que os procariontes
	DNA acondicionado em vários cromossomos
	Genoma humano - 1000mm de DNA (2000mm por célula diplóide)
	Divididos em 23 cromossomos – 15 à 85 mm de DNA cada
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Composição química dos 
cromossomos eucarióticos
Cromossomos Interfásicos não são visíveis ao microscópio comum
Análise de cromatina (análise química, microscopia eletrônica e difração de raio X)
Cromatina isolada de núcleo interfásico – agregado de nucleoproteína
Análise química
Histonas
Proteínas não histona
DNA
RNA
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Uma grande molécula de DNA por cromossomo 
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Três níveis de empacotamento em cromossomos eucarióticos
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Centrômero e Telômero
CENTRÔMERO:
Responsável pela ligação dos microtúbulos durante o movimento anafásico
Região conservada
Duplicação do centrômero
Sequencia Alpha – Sequencia de 171 pb repetida de 5000 à 15000 vezes.
Proteínas de ligação – CENP-B boxes 
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Centrômero e Telômero
TELÔMERO:
Previne que as nucleases degradem as extremidades das moléculas de DNA
Previne a fusão de duas extremidades de DNA quebrado
Facilita a replicação das extremidades das moléculas de DNA
Sequencia de nucleotídeos presente no telômeros segue o padrão
			
				5’ T1–4 A0–1 G1–8-3’
Células humanas normais contém de 500 à 3000 repetições da sequência
				
				TTAGGG
3’ overhang – região de fita simples e rica em guanina
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Resolva
O DNA genômico (dupla fita) isolado de Mycobacterium tuberculosis, foi submetido à análise química, o resultado da análise mostrou que 33% das bases no DNA extraído eram guanina. Com essa informação é possível calcular a porcentagem das bases no DNA de M. tuberculosis são adenina? 
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Resolva
O DNA genômico (fita simples) isolado do bacteriófago ΦX174 resultados da análise química do DNA do bacteriófago mostraram que 22% das bases eram guanina? Com essa informação é possível calcular a porcentagem das bases no DNA do bacteriófago ΦX174 são adenina? 
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Resolva
De acordo com Entrez Genome Database of the National Center for Biotechnology Information o primeiro cromossomo X a ser sequenciado continha 154,913,754 pares de nucleotídeos, já que o DNA nesse cromossomo é organizado em nucleossomos e o tamanho dos DNAs “ligantes” entre nucleossomos é de 50 pares de nucleotídeos. Quantos nucleossomos estão presentes nesse cromossomo durante a interfase?
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Resolva
De acordo com Entrez Genome Database of the National Center for Biotechnology Information o primeiro cromossomo X a ser sequenciado continha 154,913,754 pares de nucleotídeos, já que o DNA nesse cromossomo é organizado em nucleossomos e o tamanho dos DNAs “ligantes” entre nucleossomos é de 50 pares de nucleotídeos. Quantas moléculas de histona H3 estão presentes nesse cromossomo?
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