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Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Biologia Ensino Médio, 1ª Série Os ácidos nucléicos e o código genético Conceito: Os Ácidos Nucléicos são assim chamados pelo seu caráter ácido e por terem sido originalmente descobertos no núcleo das células, no séc. XIX. A partir da década de 1940 passaram a ser estudados, pois se descobriu que eles constituem os GENES e são responsáveis pelo armazenamento, na transmissão e no uso da informação genética. Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos: a) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) b) RNA (Ácido Ribonucléico) 2) Composição Química: são compostos por monômeros chamados nucleotídeos. Estrutura de um nucleotídeo: Fosfato 1 Ácido Fosfórico; 1 Pentose; 1 Base Nitrogenada. Açúcar Nucleosídeo não tem o fosfato. BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Nucleotídeo P Pentose Base Base nitrogenada 2 Estrutura molecular do ácido fosfórico O Pentose (Desoxirribose) Bases Nitrogenadas Adenina CITOSINA Guanina TIMINA BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético P OH OH CH2 OH H H H H O C C C C H H H OH H N C N C C C N N C N H Adenina Formação de um nucleotídeo (clique: animação) O Pentose (Ribose) OH Estrutura molecular do fosfato OH BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético H H C C C C N C N O O H N N C C N C C N C N H H H H H TIMINA ADENINA PONTES DE HIDROGÊNIO Formação das pontes de Hidrogênio entre Timina e Adenina: O pareamento se dá unicamente entre a timina e a adenina por duas pontes de hidrogênio. H BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético ADENINA (A) GUANINA (G) CITOSINA (C) Púricas Pirimídicas URACILA (U) ( ) = Nitrogênio ( ) = Hidrogênio ( ) = Carbono ( ) = Oxigênio Classificação das bases nitrogenadas : TIMINA (T) Imagens : Sergeswi/Public Domain (A , B , C e D) / Kemikungen/Public Domain ( E ). BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético C T A G A T G C Fósforo pentose Base nitrogenada Animação da formação de um trecho do DNA. Imagem : USDA/ ud Federal Govt., USDA BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Pentose (Desoxirribose) HOCH2 OH H H O C C C C H H H OH Pentose (Ribose) OH DNA e RNA ... Qual a Diferença ? NO RNA Pentose do tipo RIBOSE. NO DNA Pentose do tipo DESOXIRIBOSE. Fórmula C5 H10 O4 Fórmula C5 H10 O5 Fórmula C5 H10 O5 Fórmula C5 H10 O4 As bases nitrogenadas: são adenina , citosina, guanina e uracila. As bases nitrogenadas: são adenina , citosina, guanina e timina. BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético DNA É o meio material que armazena as informações biológicas, na forma de código de “letras” A, T, C e G (iniciais das bases nitrogenadas), constituintes dos nucleotídeos. A molécula de DNA é usada como molde para formação do RNA, mas isso só ocorre em alguns trechos da molécula de DNA que codifica uma proteína, chamados de gene. Neste caso, o RNA formado será o mensageiro que levará informação. A transcrição é a síntese de uma molécula de RNA formada a partir desse trecho do DNA. Esse processo só ocorre no núcleo da célula, assim como a duplicação do DNA que é denominada de REPLICAÇÃO. O RNA mensageiro formado contém a informação que determina a sequência de aminoácidos de uma proteína, sendo assim, direciona a síntese proteica. Corresponde a apenas 5% do total de RNA da célula e atua transportando a informação genética do núcleo da célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese protéica e é utilizado como molde nesta biossíntese. Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/acidos-nucleicos/acidos-nucleicos.php#ixzz1y3zE1DR9 BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético RNA ribossômico (RNAr): componente estrutural do ribossomo, corresponde a até 80% do total de RNA da célula; Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/acidos-nucleicos/acidos-nucleicos.php#ixzz1y3ud2hRA. RNA transportador (RNAt): transporta aminoácido até os ribossomos; é a menor molécula dos três tipos de RNA; está ligado de forma específica a cada um dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas; e corresponde a 15% do RNA total da célula; Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/acidos-nucleicos/acidos-nucleicos.php#ixzz1y3xk9Tpb Transcrição A molécula de DNA é usada como molde para formação do RNA, mas isso só ocorre em alguns trechos da molécula de DNA que, na maioria das vezes, codifica uma proteína, chamados de gene, pois há genes, que formarão moléculas de RNAt ou RNAr, uma vez que só o RNAm contém a informação que determina a sequência de aminoácidos de uma proteína. COMO OCORRE A TRANSCRIÇÃO. CLIQUE AQUI E ACOMPANHE A ANIMAÇÃO a seguir. BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético ÉXONS 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ ÉXONS ÍNTRON ÍNTRON ÍNTRON ÍNTRON ÍNTRON ÍNTRON ÉXONS ÉXONS ÉXONS ÉXONS A célula retira os íntrons e religa os éxons, e esses que vão para tradução TRANSCRIÇÃO ÉXONS 3’ ÍNTRON ÍNTRON ÍNTRON ÉXONS ÉXONS ÍNTRONS REMOVIDOS POR SPLICING RNA mensageiro editado 5’ Éxons: sequência que codifica uma proteína. Íntron: sequência que nada codifica . RNAm BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético TRADUÇÃO é o nome dado ao processo biológico no qual a sequência nucleotídica de uma molécula de RNAm (RNA mensageiro) é utilizada para ordenar a síntese de uma cadeia polipeptídica com sequência de aminoácidos que determina uma proteína.[1] (FONTE:http://pt.wikipedia.org/wiki/Tradu%C3%A7%C3%A3o_(gen%C3%A9tica) Um códon corresponde a uma sequência de três nucleotídeos nas moléculas de DNA e RNA, a qual define um aminoácido específico a ser adicionado à cadeia de polipeptídica que será sintetizada. Esses códons são representados pelas letras iniciais das bases nitrogenadas (A, U, C e G) e são organizadas em trincas chamadas de códons, sendo que cada códon corresponde a um aminoácido. O código genético: as quatro bases (A, U, C e G), reunidas três a três , formam 64 códons distintos; dos 64 códons, 61 correspondem aos vinte tipos de aminoácidos que entram na constituição das proteínas, os três restantes indicam o final da informação genética na molécula do RNAm. PRÓXIMO SLIDE BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético UUU UUC UUA UUG UAU UAC UCA UCG UCU UCC UAA UAG UGA UGG UGU UGC CUA CUG CUU CUC AUA AUG AUU AUC GUA GUG GUU GUC CCA CCG CUU CCC ACA ACG ACU ACC GCA GCG GCU GCC CAA CAG CCU CAC AAA AAG AAU AAC GAA GAG GAU GAC CGA CGG CGU CGC AGA AGG AGU AGC GGA GGG GGU GGC 2ª U C A G 3ª U fenilalanina serina tirosina cisteína U fenilalanina serina tirosina cisteína C leucina serina PARE PARE A leucina serina PARE triptofano G C leucina prolin histidina arginina U leucina prolin histidina arginina C leucina prolin glutamina arginina A leucina prolin glutamina arginina G A isoleucina treonina aspagina serina U isoleucina treonina aspagina serina C isoleucina treonina lisina arginina A metionina treonina lisina arginina G G valina alanina Ác.aspartico glicina U valina alanina Ác.aspartico glicina C valina alanina Ác.glutamico glicina A valina alanina Ác.glutamico glicina G 1ª BASE DO CÓDON 17 BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Cadeia do RNA molde TRANSCRIÇÃO GÊNICA ‘ G U A U GG U U U A T G G G G G C C C C A tradução gênica: A A A A Códon Códon Códon Códon Gly Ligação peptídica Ser Trp Phe Aminoácido Cadeia do DNA-molde para o RNA Tradução gênica Polipeptídio Em um gene, a sequência de bases de uma das cadeias do DNA é transcrita na forma de uma molécula de RNAm, que por sua vez será traduzida em uma cadeia de polipeptídica. Cada trinca de base no RNAm (códon) corresponde a um aminoácido na proteína. (Animação baseada: em Campbell e cols., 1999) Clique para iniciar a animação Cadeia de DNA A U U G U A U A C C G C G C G A U G RNA mensageiro BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético O RNAt transporta metionina e inicia a tradução gênica, encaixa-se no local do ribossomo chamado de sítio P (de Peptidil), o RNAt tem um anticódon (UAC) que se liga ao códon do RNAm (AUG). Sitio A Sitio P Sub unidade menor SUB UNIDADE MAIOR RNAt RNAt A ligação peptídica é formada O RNAt contém um anticódon que é complementar ao códon do RNAm com o qual se liga no sítio A. O 1º códon é tipicamente AUG Clique aqui para iniciar a animação Clique aqui para continuar a animação A U U G U A U A C C G C G C G A U G RNA mensageiro Met BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Arg Ligação peptídica Deslocamento do ribossomo Saída do RNAt À medida que o ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm vai traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia Polipeptídica . Clique aqui para continuar a animação A U U G U A U A C C G C G C G A U G RNA mensageiro Met BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Arg Ile Ligação peptídica Deslocamento do ribossomo Saída do RNAt À medida que o ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm vai traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia Polipeptídica. Clique aqui para continuar a animação A U U G U A U A C C G C G C G A U G RNA mensageiro BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Met Arg Ile Ala Ligação peptídica Saída do RNAt Deslocamento do ribossomo À medida que o ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm vai traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia Polipeptídica . Clique aqui para continuar a animação A U U G U A U A C C G C G C G A U G RNA mensageiro F L BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Met Arg Ile Ala Leu Fator de liberação Saída do RNAt Quando isso ocorre, o sítio A é ocupado por uma proteína denominada fator de liberação e todos os participantes do processo se separam. Deslocamento do ribossomo Após o deslocamento do ribossomo, finalmente chega ao códon que não codifica nenhum aminoácido correspondente (UAG= Stop códon). Clique aqui e observe : Clique aqui para continuar a animação (UAG= Stop códon) A U U G U A U A C C G C G C G A U G RNA mensageiro F L BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Met Sub unidade menor Subunidade maior Arg Ile Ala Leu Polipeptídio recém sintetizado A proteína é formada a partir da informação da sequência de códons do RNAm e assim finaliza a tradução. Depois que esse fator se ligar ao códon (UAG), o aminoácido anterior dissocia-se do complexo ribossômico. O ribossomo se dissocia, assim como o fator de liberação e o recém formado polipeptídio é liberado. FIM DA TRADUÇÃO BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético À medida que um ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm, traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia polipeptídica, outro ribossomo pode também iniciar a tradução do mesmo RNAm. Assim, vários ribossomos podem se encaixar sucessivamente no início de um RNAm, percorrendo-o e saindo na extremidade oposta, todos sintetizando o mesmo tipo de cadeia polipeptídica. O conjunto formado por vários ribossomos, traduzindo um mesmo RNAm é chamado de POLIRRIBOSSOMO. BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Situação-problema Letra C Clique e veja a resposta: 1- (U.F. Uberlândia-MG) O aminoácido leucina pode ser codificado por mais de uma trinca de nucleotídeos do DNA (AAT, GAA e outras). Assim sendo, podemos dizer que: I. o código genético é degenerado, o que significa que um aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca; II. um aminoácido pode ser codificado por apenas uma trinca de nucleotídeos de DNA; III. assim como a leucina pode ser codificada por diferentes trincas, uma determinada trinca também pode codificar diferentes aminoácidos. Estão corretas as afirmativas: a) Apenas III. d) I e III. b) Apenas II. e) nenhuma delas. c) Apenas I. BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético 2. (U. Alfenas-MG) Uma proteína tem sua sequência de aminoácidos determinada pelas trincas de bases presentes na molécula de DNA correspondente. Abaixo temos algumas dessas trincas e os aminoácidos que as mesmas codificam. Se um segmento de RNA mensageiro tiver a seguinte sequência: CGG UUG UCC CCC CAU, a sequência correta de aminoácidos no segmento proteico será: a) leucina – prolina – histidina – arginina – serina; b) serina – histidina – arginina – leucina – prolina; c) arginina – prolina – serina – leucina – histidina; d) leucina – histidina – serina – arginina – prolina; e) arginina – leucina – serina – prolina – histidina; CGG UUG UCC CCC CAU RNAm GCC AAC AGG GGG GTA DNA 1ºGCC (ARGININA) 2ºAAC (LEUCINA) 3ºAGG (SERINA) 4ºGGG (PROLINA) 5ºGTA (HISTIDINA) CLIQUE AQUI E VEJA A RESPOSTA Sequencia de base do DNA aminoácidos AAC LEUCINA GTA HISTIDINA AGG SERINA GCC ARGININA GGG PROLINA BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético 3. (UEMS) Em relação aos ácidos nucléicos, a única afirmativa incorreta é: a) Participam da síntese proteica que ocorre nos polissomos, localizados no citoplasma das células eucariontes. b) A síntese de RNA a partir de DNA recebe o nome de transcrição. c) Adenina, timina, citosina e guanina são as bases nitrogenadas do DNA. d) Hoje em dia, técnicas modernas de estudo do DNA estão sendo muito usadas em paternidades duvidosas e crimes. e) Em seres como os vírus, encontramos os dois tipos de ácidos nucléicos, DNA e RNA, espalhados no citoplasma viral. OS VÍRUS OU TEM DNA OU RNA NO SEU CITOPLASMA VIRAL. RESPOSTA: CLIQUE AQUI BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético 4. (UESC-BA) Um evento decisivo no mecanismo da decodificação da informação genética para garantir a fidelidade da tradução é: a) a ligação correta, através de pontes de hidrogênio, entre o anticódon e um determinado aminoácido; b) a formação das ligações peptídicas entre dois aminoácidos, na construção da cadeia polipeptídica; c) a formação do complexo ribossômico pela associação das suas duas subunidades maior e menor; d) o reconhecimento códon/anticódon estabelecido pelo emparelhamento entre trios complementares do RNAt e do RNAm; e) a interação do aminoácido com o seu códon específico. BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético 5. (UFRN) Observe as sequências de nucleotídeos de um vírus de RNA: 5’ GCA UCA CAC CUC AUU GCG UAG 3’ Considerando que esse segmento de RNA codifica um determinado peptídeo, é correto afirmar: a) Os códons dessa sequência sinalizam os mesmos aminoácidos em seres humanos. b) A inserção de um nucleotídeo entre a 4ª e a 5ª base não altera o código genético. c) Os códons GCA e GCG são degenerados porque codificam aminoácidos diferentes. d) Os anticódons do 1º e do 2º códon dessa sequência são, respectivamente, GCA e UGA. Os anticódons são CGU e AGU. 6. (UFPE) Nos últimos anos, a biologia molecular tem fornecido ferramentasúteis para a produção de plantas e animais transgênicos. As informações armazenadas nas moléculas de DNA são traduzidas em proteínas por meio de moléculas intermediárias denominadas: a) Proteases b) Plasmídios c) RNA-r d) RNA-t e) RNA-m BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético 7. (PUC-RJ) Com relação ao código genético e à síntese de proteínas, assinale a afirmativa falsa. a) Todas as células do corpo têm a mesma coleção de genes, mas, apesar disso, encontramos células com formas e funções diferentes. Esse processo chama-se diferenciação celular. b) Os ácidos nucléicos podem aparecer livres na célula ou podem estar associados a proteínas, compondo os cromossomos e ribossomos na forma de moléculas complexas de nucleoproteínas. c) Duas grandes etapas estão envolvidas na síntese das proteínas: a transcrição, que compreende a passagem do código genético do DNA para o RNA, e a tradução, que compreende o trabalho do RNA de organização dos aminoácidos na sequência determinada pelo código genético. d) A mutação constitui uma alteração na sequência de bases nitrogenadas de um segmento de DNA e pode ser provocada por radiações, por raios cósmicos, por raios-X, ou mesmo por exposição aos raios ultravioletas do sol. e) Na molécula de DNA, encontramos sempre desoxirribose e cinco tipos de bases: adenina, guanina, citosina, timina e uracila. Uracila só tem no RNA BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético Siglas de vestibulares : U.F. Uberlândia-MG - Universidade Federal de Uberlândia –MG UNIFENAS - Universidade José do Rosário Vellano -MG UEMS – Universidade Estatual de Mato grosso do sul UESC-BA - Universidade Estadual de Santa Cruz - UESC, Ilhéus-BA UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. UFPE- Universidade Federal de Pernambuco. PUC-RJ - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro - PUC Tabela de Imagens n° do slide direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso 4 Mrbean427/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrogenous_bases.jpg 21/08/2012 7A Sergeswi/Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ad%C3%A9nine.png 21/08/2012 7B Sergeswi/Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guanine.png 21/08/2012 7C Sergeswi/Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thymine.png 21/08/2012 7D Sergeswi/Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cytosine.png 21/08/2012 7E Kemikungen/Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Uracil-3D-balls.png 21/08/2012
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