Biologia DNA

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ESTÁCIO

Ana Clara Carvalho

28/05/2019

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Macaé
2019
Macaé
2019
Macaé
2019
Ana clara carvalho da silva
Anna luiza barroco Passos figueiredo
Benjamim Sousa Ferreira junior
brunna gouvêa Rubim
Camila Barreto de Souza
IAN DE SIQUEIRA MAROTI
Ingrid AGUIAR LOMEU T
TAÍSSA MENDES FELIX LAPA
YASMIN DA S. TEIXEIRA SILVA
DNA, TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO E RNA MENSAGEIRO
ana clara carvalho da silva
Anna luiza barroco Passos figueiredo
Benjamim Sousa Ferreira junior
brunna gouvêa Rubim
Camila Barreto de Souza
IAN DE SIQUEIRA MAROTI
Ingrid AGUIAR LOMEU T
TAÍSSA MENDES FELIX LAPA
YASMIN DA S. TEIXEIRA SILVA
DNA, TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO E RNA MENSAGEIRO
Trabalho apresentado como requisito para nota parcial na disciplina de Fundamentos de Biologia da Universidade Estácio de Sá.
Prof. Elisaldo Mendes Cordeiro
ana clara carvalho da silva
Anna luiza barroco Passos figueiredo
Benjamim Sousa Ferreira junior
brunna gouvêa Rubim
Camila Barreto de Souza
IAN DE SIQUEIRA MAROTI
Ingrid AGUIAR LOMEU T
TAÍSSA MENDES FELIX LAPA
YASMIN DA S. TEIXEIRA SILVA
Avaliado em ______ de __________________ de 20___
______________________________________________
Prof. Elisaldo Mendes Cordeiro
Universidade Estácio de Sá
sumário
1 Introdução 5
2 Embasamento Teórico 6
2.1 Dna 6
2.1.1 Conceitos 6
2.1.2 Descoberta da estrutura do DNA 6
2.1.3 A Proposta de Waston e Crick 7
2.1.4 Estrutura do DNA 8
2.2 Gene 10
2.3 cromossomos 10
2.4 genoma 10
2.5 Síntese proteica 11
2.5.1 Conceito 11
2.5.2 Expressão Gênica 11
2.5.3 Transcrição Gênica 12
2.5.4 Tradução Gênica 12
2.6 RNA mensageiro 13
3 CONCLUSÃO 15
REFERÊNCIAS 16
Introdução
O Ácido Desoxirribonucleico, o DNA, é a pedra angular da vida. Ele é o material genético que contém a informação crucial para a hereditariedade, determinando o fenótipo dos indivíduos. A descoberta da sua estrutura representa um marco no desenvolvimento da biologia dos últimos dois séculos, que começou com a descoberta das leis da herança por Mendel contribuindo para avanços significativos no melhoramento de organismos vivos e no entendimento de processos biológicos.
O DNA tem uma importância vital para todo o funcionamento biológico dos seres vivos pois a informação contida nele é responsável pela síntese de todas as proteínas e moléculas de RNA que um organismo irá produzir ao longo de sua vida e que são essenciais para a manutenção da mesma. Exatamente por isso que é necessário ocorrer a replicação do DNA, para que os genes possam ser passados aos descendentes.
Este projeto é de natureza aplicada, pois segundo Prodanov; Freitas (2013, p.126) “a pesquisa procura produzir conhecimentos para aplicação prática dirigidos à solução de problemas específicos”.
Neste projeto serão usados dois procedimentos de pesquisa: bibliográficos, que serão fundamentados em livros de biologia e referências sobre biologia disponíveis na internet.
Embasamento Teórico
Dna
Conceitos
O Ácido Desoxirribonucleico, o DNA, é um tipo de ácido nucleico que tem por objetivo transportar o material genético da maioria dos seres vivos para a realização da síntese proteica e sua replicação.
O DNA é o responsável pela transmissão das características genéticas (cor dos olhos, pele, cabelo, fisionomia, etc) entre os seres vivos.
Descoberta da estrutura do DNA
O falecimento, em 27 de julho de 2004, do cientista inglês Francis Harry Compton Crick, um dos descobridores da estrutura do DNA, enseja a lembrança das circunstâncias em que se desenvolveu esse notável trabalho. A decifração da estrutura do ácido nucléico por James D. Watson e Francis H. Crick (A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid), anunciada na revista inglesa Nature de 25 de abril de 1953, foi considerada a contribuição mais importante no campo da biologia, depois do livro de Darwin (1859) e da publicação de Mendel (1866).
Os autores foram distinguidos com o Prêmio Nobel de Medicina, em 1962, junto com Maurice H. F. Wilkins. A importância da crucial contribuição de Rosalind E. Franklin, que trabalhava no mesmo instituto de Wilkins, tem suscitado prolongado debate. Ela faleceu em 1958, e o Prêmio Nobel não é conferido postumamente. Sua contribuição foi mencionada por Wilkins, em discurso proferido ao receber o Prêmio Nobel, e reconhecida por Watson, por Crick e por Wilkins, em seus livros.
A Proposta de Waston e Crick
A estrutura do DNA proposta por Watson e Crick apresenta duas cadeias de fosfato-desoxirribosa em hélice, no exterior, unidas por duas bases aminadas, no centro (Fig. 1 – A dupla hélice). As cadeias formam uma hélice similar a uma escada de caracol, e as bases são os degraus.
A distância entre as cadeias é de 20 Angström, e a estrutura se repete a cada 10 pares de nucleotídeos, cada um com 34 Angström (um Angström equivale a 0,1 mµ).
Além de apresentar a estrutura do DNA, Watson e Crick destacam: “Não nos passou despercebido que o pareamento específico (entre as bases), por nós postulado logo a seguir, sugere a possibilidade de cópia para o material genético”.
Fig. 1 – Dupla Hélice.
Fonte: Embrapa, 2004 1Disponível em: <www.cnpt.embrapa.br/biblio/do/p_do44.pdf>. Acesso em: 23 de Abril de 2019,
às 20:43.
Destacam, ainda, que as duas cadeias são antiparalelas. No dia 30 de maio do mesmo ano, Watson e Crick, publicaram um segundo trabalho, mais detalhado, na mesma revista, no qual sugeriam que “é possível haver muitas permutações numa molécula longa e, portanto, parece provável que o sequenciamento preciso das bases constitui o código que contém a informação genética.” No artigo, os autores destacam que a estrutura proposta deverá ser confirmada pela experimentação.
Somente depois da descoberta da estrutura do DNA foi possível desvendar o código genético e um novo capítulo da Genética teve início.
Estrutura do DNA
O Ácido Desoxirribonucleico (DNA) é uma molécula presente no núcleo das células de todos os seres vivos e que carrega toda a informação genética de um organismo, sendo formado por uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), composta por nucleotídeos.
A molécula de DNA é constituída por três substâncias químicas:
Bases Nitrogenadas – Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G);
Pentose – Um açúcar que apresenta moléculas formadas por cinco átomos de carbono;
Fosfato – um radical de ácido fosfórico.
Fig. 2 – Estrutura da molécula de DNA
Fonte: www.todamateria.com.br
Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogênio, que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos nucleotídeos:
A - Adenina;
T - Timina;
C - Citosina;
G - Guanina.
As pontes de hidrogênio são formadas entre os pares de bases: A-T e C-G. Adenina com Timina e Citosina com Guanina.
O DNA está tão compactado no núcleo celular, que se fosse possível esticá-lo, ele teria 2 metros de comprimento. Todas as formas de vida do planeta, com exceção de alguns vírus, têm suas informações genéticas codificadas na sequência das bases nitrogenadas do DNA.
Gene
Os genes são unidades de informação hereditária que formam os cromossomos, formados por sequências especiais de centenas ou milhares de pares de bases nitrogenadas (A-T ou C-G). São eles que determinam tanto as características próprias da espécie humana, quanto as características próprias de cada indivíduo, especificando ainda as sequências de aminoácidos que servem de base para a síntese de proteínas celulares.
Essas proteínas, em geral enzimas, atuam na estrutura e nas funções metabólicas das células e, consequentemente, no funcionamento de todo o organismo.
cromossomos
Entende-se por cromossomo:
“Os cromossomos são formados pelas diferentes sequências de DNA. O ser humano possui 46 cromossomos: 23 recebidos da mãe e 23 do pai. Cada par de cromossomos é composto de inúmeros genes.” (Santos. Acesso em: 24 de abril
de 2019)
genoma
O Genoma é toda a informação hereditária codificada no DNA de um organismo ou no RNA, no caso dos vírus. É o conjunto de todos os genes de determinada espécie.
O sequenciamento de DNA ou genoma é a técnica usada para determinar em que ordem as bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Citosina, Guanina) se encontram no DNA.Sequenciar um genoma significa determinar a ordem em que as informações, ou seja os genes, estão colocados no genoma, o que permite obter informações sobre a linha evolutiva dos organismos, podendo trazer novos métodos para diagnosticar doenças ou formular medicamentos e vacinas.
Síntese proteica
Conceito
A síntese proteica é o mecanismo de produção de proteínas determinado pelo DNA, que acontece em duas fases chamadas transcrição e tradução.
O processo acontece no citoplasma das células e envolve ainda RNA, ribossomos, enzimas específicas e aminoácidos que formarão a sequência da proteína a ser formada.
Fig. 3 – Etapas da expressão gênica
Fonte: www.todamateria.com.br
Resumindo, o DNA é "transcrito" pelo RNA mensageiro (RNAm) e depois a informação é "traduzida" pelos ribossomos (compostos RNA ribossômico e moléculas de proteínas) e pelo RNA transportador (RNAt), que transporta os aminoácidos, cuja sequência determinará a proteína a ser formada.
Expressão Gênica
Entende-se por expressão gênica:
As etapas do processo de síntese das proteínas é regulado pelos genes. Expressão gênica é o nome do processo pelo qual a informação contida nos genes (a sequência do DNA) gera produtos gênicos, que são as moléculas de RNA (na etapa de transcrição gênica) e as proteínas (na etapa de tradução gênica). (Santos. Acesso em: 24 de abril de 2019)
Transcrição Gênica
Nessa primeira fase a molécula de DNA se abre, e os códigos presentes no gene são transcritos para a molécula de RNA. A enzima polimerase do RNA se liga a uma das extremidades do gene, separando as fitas de DNA e os ribonucleotídeos livres se emparelham com a fita de DNA que serve de molde.
A sequência das bases nitrogenada do RNA seguem exatamente a sequência de bases do DNA, segundo a seguinte regra: U com A (Uracila-RNA e Adenina-DNA), A com T (Adenina-RNA e Timina-DNA), C com G (Citosina-RNA e Guanina-DNA) e G com C (Guanina-RNA e Citosina-DNA).
O que determina o início e o fim do gene que será transcrito são sequências específicas de nucleotídios, o início é a região promotora do gene e o fim é a região terminal. A polimerase do RNA se encaixa na região promotora do gene e vai até a região terminal.
Tradução Gênica
A cadeia polipeptídica é formada pela união de aminoácidos segundo a sequência de nucleotídeos do RNAm. Essa sequência do RNAm, denominada códon, é determinada pela sequência de bases da fita do DNA que serviu de molde. Desse modo, a síntese de proteínas é a tradução da informação contida no gene, por isso se chama tradução gênica.
DNA: Os genes são partes específicas da molécula de DNA, que possuem códigos que serão transcritos para o RNA. Cada gene determina a produção de uma molécula específica de RNA. Nem toda molécula de DNA contém genes, há algumas que não tem as informações para a transcrição gênica, são DNA não-codificante, e sua função não é bem conhecida.
RNA: As moléculas de RNA são produzidas a partir de um molde de DNA. O DNA é uma fita dupla, sendo que apenas uma delas é usada para a transcrição do RNA. No processo de transcrição participa a enzima polimerase do RNA. São produzidos 3 tipos diferentes, cada qual com função específica: RNAm - RNA mensageiro, RNAt - RNA transportador e RNAr - RNA ribossômico.
Ribossomos: São estruturas presentes nas células eucarióticas e procarióticas, cuja função é sintetizar proteínas. Não são organelas pois não possuem membranas, são espécies de grânulos, cuja estrutura é composta da molécula de RNA ribossômico dobrado, associado a proteínas. São formados por 2 subunidades e se localizam no citoplasma, livres ou associados ao retículo endoplasmático rugoso.
RNA mensageiro
O RNA mensageiro (RNAm) tem como função orientar a síntese de proteínas, estruturas cujo papel central em todos os seres vivos é a manifestação das características hereditárias contidas no DNA. É sintetizado a partir de uma cadeia molde de DNA e ribonucleotídeos livres através do processo de transcrição gênica. Os segmentos do DNA molde para a síntese do RNAm localizam-se em diversos cromossomos das células, na maioria das vezes separados por longos segmentos de DNA não codificante.
Fig. 4 - RNA-Mensageiro
Fonte: Alila Medical Media
Primeiramente, ocorre a separação das cadeias de DNA. Este processo é catalisado pela enzima polimerase do DNA, que se prende em uma das extremidades do DNA e começa a separar suas cadeias. Depois, à medida que as cadeias vão se separando, esta enzima vai orientando o emparelhamento dos ribonucleotídeos livres em uma das cadeias, enquanto a outra espera o processo terminar. Os ribonucleotídeos emparelham-se de acordo com a seguinte regra:
Ribonucleotídeos com uracila dispõem-se ao lado das adeninas da cadeia molde de DNA (U ⇔ A);
Ribonucleotídeos com adenina, ao lado das timinas do DNA (A ⇔ T);
Ribonucleotídeos com citosina, ao lado das guaninas (C ⇔ G);
E ribonucleotídeos com guanina, ao lado das citosinas (G ⇔ C).
Emparelhados, os ribonucleotídeos unem-se pela ação da polimerase do DNA, e a cadeia molde volta, posteriormente, a unir-se com sua cadeia correspondente, restaurando a integridade da molécula de DNA.
A molécula de RNAm, então, forma-se e se desprende do molde de DNA, carregando em suas trincas de bases nitrogenadas as informações codificadas pelo DNA para a síntese de proteínas. Cada trinca é denominada códon e orienta a posição dos aminoácidos para que as proteínas sejam constituídas.
Na síntese de proteínas, processo denominado tradução gênica, além do RNAm, participam um ribossomo, vários RNA transportadores (RNAt) e aminoácidos. O RNAm liga-se à subunidade menor do ribossomo, que percorre suas extremidades servindo de suporte para a síntese das proteínas. Os RNAt, por sua vez, transportam aminoácidos específicos e ligam-se ao RNAm por meio de seus anticódons. Um RNAt com anticódon UAC, por exemplo, encaixa-se apenas no códon AUG do RNAm. Desta forma, este RNAt, responsável pelo transporte da metionina, em específico, sempre vai dispor este aminoácido na sequência AUG do RNAm.
Este mesmo processo se repete com todos os outros RNAt, e à medida que estes vão acoplando seus aminoácidos conforme a especificidade do códon do RNAm, as proteínas vão sendo formadas.
3 CONCLUSÃO
Após o presente estudos conclui-se que os avanços científicos em relação ao DNA só são possíveis graças aos anos de estudos de diversos cientistas para então Watson e Crick descobrirem a estrutura de dupla hélice, que é um marco e foi um grande avanço nos estudos sobre o ácido desoxirribonucleico, DNA.
O entendimento de que numerosos avanços científicos só serão alcançados com a comunicação entre os pesquisadores e cientistas é essencial. E que é de suma importância estimular a educação cientifica para que possam ser descobertas novas tecnologias.
Segundo SCHEID, FERRARI e DELIZOICOV (2005), ao permitir a exploração de uma visão mais adequada da produção e evolução do conhecimento científico, a História da Ciência poderá trazer importantes contribuições à área da educação científica, especialmente na área da genética, que está em acelerado processo de renovação de conhecimentos.
REFERÊNCIAS
ÁRIAS, GERARDO. Embrapa Trigo. Documentos Online. Em 1953 foi descoberta a estrutura do DNA, [S. l.], p. 1-38, 1 dez. 2004. Disponível em: http://www.cnpt.embrapa.br/biblio/do/p_do44.pdf. Acesso em: 23 abr. 2019
DUTRA, PAMELA CASTRO. RNA MENSAGEIRO. [S. l.], 28 abr. 2019. Disponível em: <https://www.infoescola.com/genetica/rna-mensageiro/>. Acesso em: 26 abr. 2019.
MAGALHÃES, LANA. DNA. [S. l.], 1 jun. 2015. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/dna/.
Acesso em: 24 abr. 2019.
PRODANOV, Cleber Cristiano; FREITAS, Ernaní César de. Metodologia do Trabalho Científico: Métodos e Técnicas da Pesquisa e do Trabalho Académico. In: PRODANOV, Cleber Cristiano; FREITAS, Ernaní César de. Metodologia do Trabalho Científico: Métodos e Técnicas da Pesquisa e do Trabalho Académico. NOVO HAMBURGO – RIO GRANDE DO SUL: Feevale, 2013.
SANTOS, Vanessa Sardinha Dos. O que é cromossomo? [S. l.], Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-cromossomo.htm>. Acesso em 24 de abril de 2019.
SCHEID , Neusa Maria John ; FERRARI, Nadir; DELIZOICOV, Demétrio. Ciência & Educação. A CONSTRUÇÃO COLETIVA DO CONHECIMENTO CIENTÍFICO SOBRE A ESTRUTURA DO DNA, [S. l.], p. 1-11, 1 maio 2015. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/ciedu/v11n2/05.pdf. Acesso em: 27 abr. 2019.