Estrutura do DNA

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Genética Molecular 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
Qual é a importância de conhecermos a estrutura 
do DNA? 
 
 => Entender como o DNA pode estocar e 
transmitir grandes quantidades de informação. 
 
 
Avanços científicos: 
 
 => descoberta de dados novos e 
interpretações diferentes destes dados 
 
 
 
 
Estrutura do DNA 
Antes dos ácidos nucleicos serem identificados como 
material genético, os pesquisadores reconheciam que, 
qualquer que fosse a natureza do material genético, ele 
deveria possuir: 
 
1 – Capacidade de estocar grandes quantidades de 
informação 
 
2 – Capacidade de ser copiado com precisão 
 
3 – Capacidade de “codificar”(determinar) as características 
e funções de um organismo, ou seja, o fenótipo 
 
 
História do DNA 
Estrutura do DNA 
Estudo da estrutura do DNA tem mais de 100 anos! 
 
Johann Friedrich Miesher (1869): Descoberta da “nucleína” 
(DNA) nas células do pus humano. 
 
Leucócitos com grandes núcleos 
Material nuclear com substância levemente ácida e rica em 
fósforo 
 
História do DNA 
Estrutura do DNA 
Johann Friedrich Miescher (1868): Descoberta da 
“nucleína” nas células do pus humano. 
 
Função do material genético: 
Genotípica: replicação 
Fenotípica: expressão gênica 
Evolutiva: mutação 
 
 
Evidências indiretas do DNA como material genético: 
• Maior parte do DNA está nos cromossomos (vs. RNA e ptns) 
• Correlação entre quantidade de DNA e conjuntos cromossômicos 
• Composição DNA igual em diferentes tipos celulares 
• DNA é mais estável que RNA e ptns 
 
Estrutura do DNA 
 
Final do século XIX – Kossel determinou que o 
DNA continha quatro bases nitrogenadas: 
- Adenina 
- Citosina 
- Guanina 
- Timina 
 
História do DNA 
Ludwig Karl 
Martin Leonhard 
Albrecht Kossel 
(1853- 1927) 
Estrutura do DNA 
 
1910 – Levene descobriu que o DNA consistia em 
um grande número de unidades ligadas, repetidas, 
chamadas nucleotídeos: 
 
 
 
 
 
Porém, incorretamente...teoria dos 
tetranucleotídeos?! 
A-G-C-T =>A-G-C-T-A-G-C-T-A-G-C-T-A-G-C-T... 
 
História do DNA 
Phoebus Aaron 
Theodore Levene 
(1869- 1940) 
Estrutura do DNA 
Erwin Chargaff (1947): Análises da composição do DNA. 
 
• [Timina] = [Adenina] 
• [Citosina] = [Guanina] 
• [Purinas] = [Pirimidinas] 
 
Estrutura do DNA 
1948 - Erwin Chargaff e cols dosaram as quantidades das 
quatro bases no DNA de uma variedade de organismos 
 => Encontraram muita variação! 
 => Teoria dos tetranucleotídeos estava errada! 
 
Descobriram também que havia uma regularidade nas 
proporções de bases: 
 A=T e G=C 
 - quantidade de adenina sempre igual à de timina 
 - quantidade de guanina sempre igual à de citosina 
Estrutura do DNA 
Erwin Chargaff (1949): Análises da composição do DNA 
 
 
[Timina] = [Adenina] 
[Citosina] = [Guanina] 
[Purina] = [Pirimidina] 
 
Estrutura do DNA 
Desde 1887 – Reconhecimento de que a base 
física da hereditariedade estava no núcleo 
 
Cromatina contém ácido nucleico e proteínas 
 
Qual destes representava a informação genética? 
 
 
História do DNA 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
Frederick Griffith (1928): 
 
 Descoberta do 
PRINCÍPIO 
TRANSFORMANTE 
 
Alteração de linhagens de 
Pneumococos 
 
Avirulenta x virulenta 
Estrutura do DNA 
Frederick Griffith (1928): 
 
 
descoberta da 
Transformação em 
Streptococcus 
pnemoniae. 
 
 
Estrutura do DNA 
• 
Estrutura do DNA 
 1944 - Avery, McLeod & 
McCarty : 
 
=>IDENTIFICAÇÃO DA 
NATUREZA DO PRINCÍPIO 
TRANSFORMANTE 
Estrutura do DNA 
Avery, McLeod & McCarty (1944): Prova de 
que o DNA medeia a transformação. 
Estrutura do DNA 
 1952 – Alfred Hershey e 
Martha Chase : 
 
 => Estudo dos 
bacteriófagos (vírus que 
infectam bactérias) 
 
 
Hershey & Chase (1952): 
O DNA leva a informação genética 
em bacteriófagos T2. 
Estrutura do DNA 
  
Estrutura do DNA 
1953 – Maurice Wilkins e Rosalind Franklin : 
=> Estudaram a estrutura tridimensional do DNA 
usando a técnica de difração de Raio-X 
 
História do DNA 
Estrutura do DNA 
Franklin, Goslin, Wilkins, et al. (1953): O DNA é uma dupla 
hélice, com base na sua cristalografia por raio-X. 
Estrutura do DNA 
 1953 – James Watson e Francis Crick : 
 Descoberta da estrutura tridimensional do 
DNA (Modelo de pareamento de bases no DNA 
dupla fita) 
 
Aplicando as leis da química estrutural, as 
imagens de Raio-X e utilizando modelos de 
arame e placa de metal 
 
 
História do DNA 
Watson & Crick (1953): Modelo de pareamento de bases 
no DNA dupla fita. 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
Watson & Crick juntamente com Wilkins 
receberam o Prêmio Nobel em 1962. 
 
Rosalind Franklin morreu em 1957 de 
câncer e não foi candidata a 
compartilhar o prêmio. 
Estrutura do DNA 
 
Nucleotídeos 
No RNA 
Estrutura do DNA 
 
Bases nitrogenadas (purinas e pirimidinas) 
Bases nitrogenadas 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
 
Nucleotídeos 
No RNA No DNA 
Estrutura do DNA 
 
Nucleotídeos 
Nucleotídeos 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
 
DNA X RNA 
Estrutura do DNA 
 Nucleotídeos são unidos por ligações fosfodiéster 
 Grupo 5’-fosfato de um nucleotídeo se liga ao 
átomo de carbono 3’ do nucleotídeo seguinte 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
  Ligações fosfodiéster e pareamento de bases 
Pareamento de Bases 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
DNA dupla hélice com pareamento de bases 
Estrutura do DNA 
Outras conformações do DNA 
A-DNA B-DNA Z-DNA 
Estrutura do DNA 
Estrutura do DNA 
 Conformações do DNA 
 
DNA-B => estrutura 
predominante na célula; giro 
para a direita (10pb por giro); 
mais estável 
DNA-A => estrutura adotada 
quando há pouca água; 
menor e mais larga que DNA-
B; giro para a direita 
DNA-Z => estrutura pode ser 
adotada quando o DNA 
estiver em uma solução com 
muito sal; hélice com giro 
para a esquerda; o 
arcabouço açúcar-fosfato faz 
um “zigue-zague” 
 
Estrutura do DNA 
 
Busca pelas respostas 
“Subirei sobre 
este filamento de 
DNA para ver 
onde a vida me 
levará…” 
Estrutura do DNA 
FIM