1ª AULA - TEÓRICA

Prévia do material em texto

11/04/2014 
1 
Disciplina : Genética Humana 1 (GH-1) 
 
 
 
 Coordenadora: Mônica Carvalho 
 
 e-mail: mwpc@ufpe.br 
 
 
 
 Professores responsáveis: 
 
• Mônica Waléria Pinto de Carvalho 
• Tercílio Calsa Júnior 
• Paula Sandrin 
• Rafael Guimarães 
• Ana Christina Brasileiro Vidal 
• Sergio Crovella 
• Antonio Carlos de Freitas 
• Éderson Akio kido 
 
 
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS E 
REPLICAÇÃO DO DNA 
 
Profa. Mônica Carvalho 
 
 
DNA 
Responsável pelo armazenamento e 
transmissão da informação biológica 
 
Localização do DNA 
Procariontes Eucariontes 
Cromossomo humano DNA 
linear bifilamentar 
O cromossomo dos 
procariontes é circular 
DNA presente no nucleóide DNA localizado no núcleo 
O MODELO DE WATSON-CRICK 
A dupla hélice do DNA tem dois filamentos polinucleotídicos 
de DNA helicoidizados ao redor de um eixo comum correndo 
em sentidos antiparalelos. Os dois filamentos são mantidos 
juntos por pontes de hidrogênio entre adeninas (A) e timinas 
(T), e entre guaninas (G) e citosinas (C). 
11/04/2014 
2 
ESTRUTURA DO DNA 
Nucleotídios: moléculas básicas do DNA 
Grupamento fosfato 
Pentose: desoxirribose 
Base nitrogenada 
Grupamento fosfato 
Pentose: desoxirribose 
Base nitrogenada 
Grupamento fosfato 
Pentose: desoxirribose 
Base nitrogenada 
As bases nitrogenadas podem ser divididas 
em dois grupos de acordo com sua estrutura 
Púricas 
Pirimídicas 
ESTRUTURA PRIMÁRIA DO DNA 
As cadeias polinucleotídicas do DNA são 
formadas por ligações fosfodiéster 3’ – 5’ 
As pontes de hidrogênio entre as bases 
contribuem para a estabilidade da dupla hélice. 
- Adenina (A) pareia com Timina (T) através de 2 pontes de hidrogênio; 
- Guanina (G) pareia com Citosina (C) através de 3 pontes de hidrogênio. 
A-T 
CG 
 
A DUPLA-HÉLICE 
As duas fitas do DNA se torcem (direita) para formar 
uma dupla hélice (estrutura secundária do DNA) 
11/04/2014 
3 
 
Estrutura do 
RNA 
 
Classes de DNA 
 
• DNA cópia única 
(genes estruturais) 
 
• DNA moderadamente repetitivo 
10.000 a 100.000 cópias. 
Ex.: genes de RNAr 
 
• DNA altamente repetitivo 
>100.000 cópias 
 
 Tipos de RNAs 
 
• RNA mensageiro (RNAm) 
• RNA ribossomal (RNAr) 
• RNA transportador (RNAt) 
• RNAs de pequeno peso molecular (RNAsn) 
• RNA de interferência (RNAi) 
REPLICAÇÃO DO DNA 
 
• Para que as células passem seu material genético para 
as suas descendentes, elas devem replicar todo o seu 
genoma antes que ocorra a divisão celular. 
 
• A célula humana (2n) possui 46 cromossomos com 6 
bilhões de pb de DNA. Este DNA precisa ser replicado 
só uma vez em um tempo exato no ciclo celular. 
 
• Toda célula que se multiplica passa por um ciclo celular 
constituído de quatro estágios: G1, S, G2 e mitose. 
 
• A REPLICAÇÃO do DNA ocorre na fase S 
 
REPLICAÇÃO DO DNA 
• Acontece em um período de 7 a 8 horas 
 
• É SEMI-CONSERVATIVA: a seqüência 
de nucleotídeos da molécula de DNA é 
mantida em ambas as células filhas. 
A cada 150 a 200 kpb: uma ORI 
Cada unidade de replicação (réplicon) = uma ORI 
Através de vários réplicons, todo o cromossomo pode 
ser replicado na fase S. 
Cada cromossomo humano contém uma molécula 
bifilamentar de DNA, com posições específicas para 
início da replicação: origens de replicação (ori). 
11/04/2014 
4 
A síntese só é contínua em 5´ - 3´ 
Em cada ori, dois filamentos são 
sintetizados no sentido 5´ - 3´ 
Nos filamentos 3’ - 5’ ocorre a síntese de 
vários filamentos curtos de DNA: 
FRAGMENTOS DE OKASAKI 
• Em cada segmento de DNA, contendo um sítio ORI, existem dois 
filamentos de DNA: 5´ - 3´ e dois 3´ - 5´; 
 
• A Enzima envolvida na síntese da nova fita é a DNA POLIMERASE; 
* Filamento leading: replicação contínua (5´ - 3´) 
* Filamento lagging: replicação descontínua (3´ - 5´) 
O PRIMER 
• Qual a função da DNA polimerase? 
 
 
 
 
 
•Toda DNA polimerase requer um primer. 
Polimerizar desoxirribonucleotídios Não iniciam a síntese! 
O que é um primer ? 
• Pequena molécula de RNA, de 5 a 10 nucleotídeos de comprimento, 
 sintetizada por uma enzima: DNA PRIMASE; 
 
• O primer de RNA é sintetizado na ORI para que a DNA polimerase 
 adicione desoxirribonucleotídios ao grupo 3’ OH livre do RNA 
AS PROTEÍNAS ENVOLVIDAS NA REPLICAÇÃO 
FUNÇÃO: catalisar a formação das ligações 
fosfodiéster entre desoxirribonulceotídios 
adjacentes na cadeia de DNA 
As células humanas possuem 5 DNA pols. diferentes 
DNA helicase  catalisa a separação das fitas, 
rompendo as pontes de hidrogênio (deselicoidização) 
 
 
 
DNA topoisomerase  libera a tensão devido à 
super-helicoidização do DNA, quebrando as ligações 
fosfodiéster (ligando-se a um filamento de DNA), 
tornado o DNA menos torcido. 
 
Como manter os filamentos separados? 
RPA (proteína de replicação) 
Quebram ligações fosfodiéster, desenrolam o DNA e 
 então religam, formando uma nova ligação fosfodiéster. 
 
RNAse H1  remove o primer 
de RNA por degradação 
 
DNA LIGASE Sela a hidroxila 
terminal 3´ e os grupos fosfato 
terminais 5´ de nucleotídios 
adjacentes de DNA. 
 
PCNA  estimula a atividade da 
DNA-polimerase. 
 
11/04/2014 
5 
TELOMERASE reconhece a extremidade da fita rica de repetições de nucleotídeos G no 
telômero e alonga essa estrutura na direção 5’-3’. Sintetiza uma nova cópia de repetições de 
nucleotídeos, usando um molde de RNA que é componente da própria enzima As 
extremidades de um cromosomo normal , tem uma estrutura única, essa estrutura protege 
as extremidades da ação de enzimas degradativas. Essas enzimas degradativas distinguem 
a estrutura dos telômeros, das extremidades quebradas das moléculas de DNA que a célula 
rapidamente repara.