Aula - Nucleotídios e Acidos nucléicos - Enfermagem - Luíza

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Aula 5
Nucleotídios e ácidos nucléicos
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Nucleotídios
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✔ São compostos ricos em energia que dirigem os processos metabólicos;
✔ Servem como sinais químicos, tendo papel chave na resposta a hormônios e outros estímulos extracelulares;
✔ Componentes estruturais de inúmeros co-fatores e intermediários metabólicos;
✔ Depósito molecular de informação genética.
✔ Unidades básicas do DNA e RNA – polímeros de nucleotídeos
Nucleotídios
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Estrutura dos nucleotídios
Composição dos nucleotídeos:
I-Base nitrogenada (hidrofóbica)
 RNA: A, C, G e U
 DNA: A, C, G e T
II-Pentose (hidrofílica)
 RNA: D-ribose	
 DNA: 2´-desoxi D-ribose 
III-Fosfato (hidrofílico)
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Bases Nitrogenadas
Pouco solúveis em água
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Ligação fosfodiester no DNA e RNA
NOTE!!!!!
EXTREMIDADES 5’ 3’
CARGA NEGATIVA
É feita entre dois nucleotídeos
Ocorre entre o fosfato ligado ao carbono 5´ de um nucleotídeo com o OH ligado ao carbono 3´ do outro nucleotídeo
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Estrutura dos ácidos nucléicos
DNA
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O DNA: 
 Está presente no núcleo das células eucarióticas, nas 
 mitocôndrias e nos cloroplastos, e no citosol das células 
 procarióticas. 
 Nas células germinativas e no ovo fertilizado, dirige todo 
 o desenvolvimento do organismo, a partir da informação 
 contida em sua estrutura.
 É duplicado cada vez que a célula somática se divide.
 É um polidesoxirribonucleotídeo formado por milhares de 
 nucleotídeos ligados entre si através de ligações 3’, 5’- 
 fosfodiéster. 
 Sua molécula é formada por uma fita dupla antiparalela, 
 enrolada sobre si mesma formando uma dupla hélice.
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Célula Procariótica
Célula Eucariótica Animal
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Histórico do DNA
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 1928 Frederick Griffith 
Molécula hereditária que é transmissivel entre bactérias.
“principio da transformação”
Histórico da descoberta do DNA como material genético
Streptococcus pneumoniae
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 1944 Avery – MacLeod - McCarty 
O DNA é o fator responsável pelo “Transforming Principle”
Histórico da descoberta do DNA como material genético
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Experimento de Avery, MacLeod e McCarthy
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Ciclo do fago T2
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Cresce população de bactérias infectadas com fago T2: uma em 35S e outra em 32P
Infecta novas células
Agita vigorosamente
Separa células infectadas por centrifugação
Experimento de Hershey e Chase
Histórico da descoberta do DNA como material genético
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1951 Erwin Chargaff—Moléculas de DNA tem diferentes composições de bases 
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Using X-ray Crystallography to Solve the Structure of DNA 
Structure A of DNA
Taken by Maurice Wilkins
Structure B of DNA
Taken by Rosalind Franklin
Two distinct forms of DNA exist:
Natural DNA
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1953—Watson and Crick 
 Modelo estrutural do DNA
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Estrutura do DNA — Modelo de Watson e Crick
Dupla hélice antiparalela
Pareamento de bases explica leis de Chargaff (A = T e C = G)
Interações fracas estabilizam a hélice (pontes de H e empilhamento de bases)
Modelo sugere mecanismo de transmisão da informação genética 
(semi-conservativo)
DNA celular é quase exclusivamente B-DNA
B-DNA tem ~10.5 bp/volta de hélice 
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Estrutura do DNA
✔ 2 cadeias de nucleotídeos torcidas em torno de um eixo;
✔ Forma uma dupla hélice;
✔ O esqueleto hidrofílico de desoxiribose e grupos fosfatos ficam do lado externo da hélice, em contato com a água;
✔ As bases nitrogenadas estão empilhadas com seus anéis planares e hidrofóbicos bem próximos e perpendiculares ao eixo central;
✔ As fitas são antiparalelas (uma está no sentido 5’  3’ e a outra 3’  5’) e possuem seqüências complementares
O esqueleto é hidrofílico, com
os resíduos de fosfato formando
pontes de H com a água.
O fosfato fornece uma carga
negativa ao DNA.
O esqueleto
dos ácidos
nucléicos
consiste de
resíduos de
fosfato e
pentose
alternados.
Por convenção, a seqüência de nucleotídeos é sempre representada na direção 5’3’: ATGCA
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Note!!
A-T 2 pontes de H 
G-C 3 pontes de H
Pontes de hidrogênio e empilhamento de bases mantém a dupla fita
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Estrutura: A, B e Z-DNA
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Estrutura do DNA
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Estrutura: A-DNA
d(AGCTTGCCTTGAG)•d(CTCAAGGCAAGCT)
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d(CGCGAATTCGCG)•d(CGCGAATTCGCG)
Estrutura: B-DNA
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d(CGCGCGCGCGCG)•d(CGCGCGCGCGCG)
Estrutura: Z-DNA
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Estrutura: A, B e Z-DNA
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Desnaturação de DNA
Quanto maior conteúdo C+G maior estabilidade contra desnaturação
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O DNA apresenta estruturas 1a, 2a e 3a
1a. Seqüência de bases ex) ATCTGTCA....
2a. Estrutura em hélice (NÃO CONFUNDA COM -HÈLICE DE PROTEÍNAS !
3a. Conformação tridimensional da molécula
Estrutura 2a
Estrutura 3a procariotos
Estrutura 3a eucariotos
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Estrutura terciária do DNA
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O que é superenovelamento?
DNA relaxado: 10.5 bp/volta
Além da hélice formada pela fita dupla, o DNA forma hélices sobre ele mesmo.
Superenovelamento ocorre em praticamente todos os cromossomos (circular ou linear) 
DNA in vivo tem sempre superenovelamento negativo 
(favorece abertura das fitas)
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O que é superenovelamento?
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Topoisomerases tipo I 
Topo I de E. coli 
1) Relaxa apenas superenovelamento negativo
Topo I de eucariotos 
1) relaxa positivo ou negativo
Relaxam o DNA cortando e religando uma das fitas apenas. Cortam uma fita, passam a outra fita pela abertura e fecham. 
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Topoisomerases tipo II
Relaxam o superenovelamento cortando ambas as fitas. 
Topo II de E. coli (DNA Girase) 
Introduz enovelamento negativo ou relaxa positivo
Topo II de Eucariotos
Relaxa enovelamento positivo e negativo
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Procariotos:
relaxamento
relaxamento
superenovelamento
Ação das topoisomerases
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Nó: emaranhado de uma molécula única de DNA 
Catenação: ligação de duas moléculas de DNA, onde pelo menos uma é circular
Uma molécula é linearizada. 
Tipo I ou Tipo II topo
 Tipo II topo
Ação das topoisomerases
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Níveis de organização cromossômica
A dupla fita de DNA pode dobrar-se sobre si mesma formando estruturas terciárias. 
A maior parte do DNA celular em procariotos se encontra em formas compactadas devido ao super-enovelamento da dupla fita de DNA. 
O DNA genômico de eucariotos está localizado no núcleo e está dividido em cromossomos, geralmente encontra-se altamente compactado através de interações com proteínas básicas contendo resíduos com carga positivas denominadas histonas e também proteínas não histonas. 
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Níveis de organização cromossômica
As histonas são responsáveis pelo primeiro nível básico de organização cromossômica denominado nucleossomo. 
O nucleossomo é formado pela associação de uma região do DNA contendo aproximadamente 200pb e de um octamêro de proteínas histonas formado por dímeros de histonas H2A, H2B, H3 e H4. 
Os nucleossomos podem se organizar em estruturas ainda mais compactadas. Devido ao alto grau de empacotamento da cromatina muitas vezes é necessário seu remodelamento para que o DNA seja transcrito ou replicado. 
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Estrutura dos ácidos nucléicos
RNA
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O RNA
 
“Cópia de trabalho", criada a partir do molde de DNA e utilizada na expressão da informação genética.
Na transcrição o RNA é convertido de forma eficiente e eficaz de uma cópia fiel de DNA para uma cópia funcional de RNA.
Características do RNA: 
 Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes:
	* O RNA possui uracila (U) no lugar da timina (T) na 
 	seqüência de bases; 
	* A pentose do RNA é a ribose; 
	* O RNA é formado por uma fita única, com eventual 
 	pareamento de bases intracadeia.
	* A molécula do RNA é muito menor que a do DNA.
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Tipos de RNAs:
Existem três tipos principais de RNAs:
I) RNA mensageiro (mRNA): 
Contêm/codifica a informação para a síntese de proteínas. 
Os mRNA representam cerca de 4%do RNA celular total. 
Atua transportando a informação genética do núcleo da célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese protéica. 
É utilizado como molde nesta biossíntese.
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II) RNA transportador (tRNA): 
Transporta aminoácidos para que ocorra a síntese de proteínas. 
Os tRNA correspondem a 10% do RNA total da célula.
É a menor molécula dos 3 tipos de RNA.
Está ligado de forma específica a cada um dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas. 
Atua como adaptador, envolvido no posicionamento dos aminoácidos na seqüência prevista pelo código genético, no momento da síntese protéica.
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III) RNA Ribossômico (RNAr): 
Corresponde até 80% do RNA total da célula. 
É encontrado em associação com várias proteínas diferentes, na estrutura dos ribossomos (organelas responsáveis pela síntese protéica). 
IV) RNA pequeno nuclear (snRNA):
Envolvido com o processamento do RNA.
Fazem parte das classes de RNAs não codificadores (ncRNA).
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Produto da transcrição – RNA
Apesar de se parecerem bastante a 1ª vista, o RNA pode assumir estruturas extremamente complexas e exercer inúmeras funções além daquelas como intermediário no fluxo da informação gênica. Ex função catalítica, reguladora.
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CHAVE
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