aula 2 Ac. nucleicos genomas

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Ácidos Nucleicos 
Genes & Genomas 
Prof. Dr. Sídio Werdes Machado, M.D. 
 
Ácidos Nucleicos 
• O QUE SÃO ÁCIDOS NUCLEICOS? 
 
• Lehninger  são polinucleotídios de ocorrência 
biológica onde as unidades (nucleotídios) estão 
ligadas a uma sequência específica por ligações 
fosfodiéster. 
 
• Stryer  são longos polímeros que levam 
informações sob uma forma que pode ser 
transmitida de uma geração para a seguinte. São 
macromoléculas constituídas de um grande número 
de nucleotídios ligados, cada um composto de uma 
ose, um fosfato e uma base nitrogenada. 
 
DNA e RNA 
Os ácidos nucleicos 
foram identificados 
antes mesmo de se 
conhecer sua relação 
com a hereditariedade. 
Vários experimentos 
comprovaram sua 
existência. 
Composição 
química 
DNA RNA 
Açúcar (pentose) Desoxirribose Ribose 
Radical químico Fosfato ( PO4 ) Fosfato ( PO4 ) 
Bases nitrogenadas 
Pirimidinas 
Citosina 
Pirimidinas 
Citosina 
Timina Uracila 
Purinas 
Adenina 
Purinas 
Adenina 
Guanina Guanina 
Composição química do DNA 
Nucleobases não-usuais 
Composição química do DNA 
• Molécula formada por duas fitas em antiparalelo 
• Composição: pentose (desoxirribose), fosfato (PO4) e bases 
nitrogenadas (adenina-A; timina-T; guanina-G; citosina-C. 
Nucleotídeo (ou nucleotídio) 
(unidade dos ácidos nucleicos) 
Nucleotídio é formado por três partes: um açúcar 
ligado ao radical fosfato e a uma base nitrogenada. 
Nucleotídio e nucleosídio 
Nucleosídio é formado por duas partes: 
um açúcar ligado a uma base nitrogenada. 
Pentoses dos ácidos nucleicos 
• Pentose do RNA (Ribose)  C5H10O5 
• Pentose do DNA (Desoxirribose)  C5H10O4 
Bases nitrogenadas 
(compostos cíclicos com anéis contendo nitrogênio) 
• Bases pirimidínicas ou pirimídicas (Uracil, Timina e Citosina) 
• Bases purínicas ou púricas (Adenina e Guanina) 
Pareamento de bases 
Pareamento A-T (duas ligações de hidrogênio) 
e pareamento C-G (três ligações de hidrogênio) 
Carbono-3 da pentose apresenta 
OH, enquanto carbono-5 da 
pentose possui Fosfato. 
Extremidades 
3’ e 5’ 
Sentido 5’3’ 
Grupo OH do carbono-3 da pentose anterior liga-se ao fosfato do 
carbono-5 da pentose seguinte por uma ligação fosfodiéster. 
Pentose anterior 
Pentose seguinte 
Ligação fosfodiéster 
Na ligação fosfodiéster, o 
radical fosfato liga-se ao 
carbono-5 da pentose seguinte 
e, ao mesmo tempo, ao grupo 
OH do carbono-3 da pentose 
anterior. 
Estrutura do DNA 
Estrutura Moléculas 
Primária Sequência de 
nucleotídios 
Secundária Estrutura de fita 3D 
Terciária Superdobramento 
Quaternária Associação com 
proteínas 
(ribossomos e 
cromossomos). 
Estrutura secundária do DNA 
Sulco maior e sulco menor 
Estrutura terciária do DNA 
(Superdobramento e giro) 
A-DNA B-DNA Z-DNA 
Forma da hélice Mais amplo Intermediário Mais estreito 
Diâmetro 
da hélice 
25.5 A 23.7 A 18.4 A 
Sentido do giro Direita Direita Esquerda 
Par de base por sulco 11 10.4 12 
GENOMA 
• O QUE É GENOMA? 
 
Eucarionte: Genoma = DNA cromossômico + DNA 
 mitocondrial e/ou plastidial 
 
Procarionte: Genoma = DNA cromossômico+DNA 
 plasmídico 
 Ex: Vibrio cholerae: 2 moléculas de DNA circulares 
 2, 96 MB (3885 genes); 71% genoma 
 1,07 MB (plasmídio) 
 
Vírus: Genoma = DNA cromossômico ou RNA cromossômico 
 
 
Genoma de procariontes e 
eucariontes 
 
 
 
 
Eucariontes 
Célula compartimentos celulares delimitados por 
membranas: animais, plantas, fungos e protistas 
 
 
Genoma 
2 ou mais moléculas de DNA lineares 
DNA mitocondrial e plastidial 
. menores dimensões e circulares 
1x102 Mb- 1x105 MB (o menor = 10 Mb) 
 
 
 
Procariontes 
Célula não compartimentalização interna (moneras) 
 
 
Genoma 
1 molécula DNA circular 
 haploides 
1- 10 Mb (informação genética mais compacta) 
plasmídios (1 kb-250 kb) 
Dimensões dos Genomas 
Genomas de alguns organismos 
Relação complexidade dos 
organismos/genoma 
 
• Organismos mais complexos devem ter genoma com 
maiores dimensões. Ex. Homo sapiens (3 Gb), 
enquanto Drosophila melanogaster (180 Mb). 
 
• Paradoxo C (Enigma C) 
 “tamanho do genoma não se correlaciona com a 
complexidade do organismo”; por exemplo, 
salamandra (> 90 Gb) e alguns protistas unicelulares 
possuem genomas muito maiores que os humanos 
(Homem: 3 Gb) 
Relação nº de genes com dimensão do 
genoma 
• Genoma da levedura Saccharomyces cerevisae 
 (12 Mb) equivale a 0,004 do genoma humano (3 Gb) 
 
• Genoma humano tem 35.000 genes x 0,004 = 140 
genes para S. cerevisae 
 
• Genoma da levedura S. cerevisae contém 
aproximadamente 5.800 genes 
Organização do DNA cromossômico 
em Escherichia coli 
Um cromossomo circular 
Tamanho do Genoma: 4.64 milhões bp 
Número de genes: 4.289 
Conteúdo G + C : 51% 
Organização do DNA cromossômico 
em eucariotas 
Organização do DNA cromossômico 
em eucariotas 
Organização do DNA cromossômico 
em eucariotas 
Organização do DNA cromossômico 
em eucariotas 
Nucleossoma: unidade elementar 
da cromatina 
Estrutura do nucleossomo 
Octômero de histonas 
Estruturas dos 
cromossomas lineares 
Classificação dos cromossomos 
O que é um gene? 
• Unidade de informação genética contida num 
segmento de DNA, logo é uma sequência de 
 nucleotídios. O produto final pode ser uma proteína 
ou um transcrito (ex: tRNA) 
 
• Pode variar entre 75 pb e 2.300.000 pb 
 
• A informação biológica está contida na sequência de 
nucleotídios e é tornada disponível através da 
expressão genética, que é altamente REGULADA. 
 
• Os genes estão organizados de diferentes modos 
 nos diferentes organismos 
Genes de procariontes e 
eucariontes 
Gene de procarionte 
 Alguns genes de procariotas estão organizados 
linearmente sob o controle da mesma região 
reguladora da transcrição formando um óperon. 
Gene de eucarionte 
F I M 
Aula baseada em 
Princípios de Bioquímica (Lehninger) 
Capítulos 1, 2 e 3 – pg. 1- 60