AULA 01 - Estrutura e Replicação do DNA

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Introdução à Genética
Estrutura e Replicação do DNA
Prof. Marcos Euzébio Maciel
marcos.maciel@ifpr.edu.br
Funções do Material Genético
•Genotípica – REPLICAÇÃO
• Estocar e transmitir a informação 
genética. “Passagem da Informação”
• Fenotípica – EXPRESSÃO GÊNICA
• Controle do desenvolvimento do 
fenótipo. “Estabilidade da Informação”
• Evolutiva – MUTAÇÃO
• Passível de mudanças para adaptação. 
“Mudança Relativa da Informação” 
A Estrutura do DNA
1953 – James Watson e Francis Crick
descreveram a estrutura do DNA
A Estrutura do DNA
• DNA – Ácido 
desoxirribonucléico. 
Uma molécula formada 
por duas fitas 
polinucleotídicas
complementares em 
dupla-hélice, 
responsável por 
armazenar e transmitir 
as informações genéticas
A Estrutura do DNA
A Estrutura do DNA
A Estrutura do DNA
•Os nucleotídeos 
ligam-se pelo Fosfato 
e pela Desoxirribose 
para formar uma 
cadeia ou fita
A Estrutura do DNA
• Ligações Químicas do DNA
• Ligação Fosfodiéster – Ligação covalente 
entre o Fosfato e a Pentose
• Ligação Glicosídica – Ligação covalente 
entre a Pentose e a Base Nitrogenada
• Pontes de Hidrogênio – Ligação fraca oiu
interação entre as Bases Nitrogenadas. 
• A destruição das ligações Fosfodiéster e 
Glicosídica é chamada de Degradação e a 
destruição das Pontes de Hidrogênio de 
Desnaturação
A Estrutura do DNA
A Estrutura do DNA –Dupla Hélice
Estrutura Cromossômica em 
Eucariotos
• Maioria é Diplóide
• Possuem quantidade de 
DNA várias vezes maior 
do que os procariotos e 
vírus
• Possuem DNA não 
codificante
• Vários cromossomos, 
cada um com uma 
molécula de DNA
• Níveis de compactação 
do DNA
Estrutura Cromossômica em 
Eucariotos
• Três níveis de compactação:
• Colar de Contas 
• Solenóide
• Arcabouço de
Proteínas
Estrutura Cromossômica em 
Eucariotos
A Replicação Semi-Conservativa
Origens Únicas de Replicação
• Cromossomos bacterianos 
(procariotos) e virais apresentam 
uma origem única de replicação
• Em E. Coli, uma sequência de 245 
nucleotídeos é chamada de ori-C
• Ori-C – uma sequência de 13 pb 
repetida em tandem e rica em 
A:T – separação das fitas. E uma 
sequência de 9 pb que se repete 
4 vezes intercalada com outras 
sequências
Origens Únicas de Replicação 
Replicação Bidirecional
• A partir da origem, a replicação ocorre 
nos dois sentidos, sendo portanto 
bidirecional
• Em eucariotos existem várias origens de 
replicação. Em S. cerevisiae (levedura) 
existe sequências ricas em 
A:T de cerca de 50 pb 
que coincidem em 
número com as origens 
de replicação
Replicação Bidirecional
DNA Polimerases
• Enzima que cataliza a síntese 
de uma nova fita de DNA 
usando os deoxinucleotídeos 
como substrato e a uma das 
fitas como molde
• DNA primer (iniciador) – sequência de 
RNA já ligada a fita molde 
• Molde de DNA - molde para orientar a 
síntese
DNA Polimerases
DNA
Polimerases
Atividades Funções
DNA Pol I () Polimerase 5’3’
Exonuclease 5’3’ 
Exonuclease 3’5’
- Replicação em Eucariotos junto com Pol
III
- Retira Primers
- Reparo em Procariotos
DNA Pol II () Polimerase 5’3’
Polimerase 3’5’
- Reparo em Procariotos
- Reparo em Eucariotos
DNA Pol III 
()
Polimerase 5’3’
Exonuclease 3’5’
- Replicação em Procariotos
- Replicação em Eucariotos junto com Pol I
DNA Pol  Polimerase 5’3’ - Replicação Mitocondrial
(somente em eucarioto)
DNA Pol  desconhecido - Reparo em Eucariotos
(somente em eucariotos)
Replicação em Eucariotos
• Os cromossomos 
eucarióticos são duplicados 
em uma fase pequena do 
ciclo celular (FASE S)
• Existem várias origens de 
replicação
• O primers de eucariotos 
são menores (  10 pb)
• Usam duas DNA polimerases diferentes –
DNA Pol  e 
Replicação em Eucariotos
O Processo de Replicação
Exercícios –Aula 01
• 1.1) Os genes dos eucariotos e procariotos são segmentos de 
DNA. Qual a composição de um nucleotídeo desse ácido 
nucléico?
• 1.2) Se um filamento de DNA dupla hélice de Watson e Crick tem 
um sequência de bases 5’- GTCATGACTGGCAAG – 3’, qual é a 
sequência de bases do filamento complementar?
• 1.3) A temperatura na qual metade de uma dupla hélice de DNA 
foi desnaturada é chamada de temperatura de dissociação 
(melting), Tm. Por que a Tm depende diretamente do conteúdo GC 
do DNA?
• 1.4) O que é replicação semiconservativa?
• 1.5) O que são origens de replicação? Qual a diferença dessa 
estrutura em procariotos e eucariotos?
• 1.6) Defina DNA polimerase. Quais os elementos necessários 
para que a DNA polimerase execute sua função?
• 1.7) Em que fase do ciclo celular ocorre a replicação do DNA? Por 
que é necessário que o DNA seja replicado?
Introdução à Genética
REFERÊNCIAS
GRIFFITHS, A. J. F.; MILLER, J. H.; SUZUKI, D. T.;
LEWONTIN, R. C.; GELBART, W. M. Introdução à
Genética. 7a ed., Rio de Janeiro:Guanabara Koogan,
2002.
PIERCE, B. A. Genética: Um Enfoque Conceitual. Rio
de Janeiro:Guanabara Koogan, 2004.
SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de
Genética. 2a ed., Rio de Janeiro:Guanabara Koogan,
2001.