DNA

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SINOPSE
* Assunto: DNA.
* Pré-requisito: Conhecimento dos conceitos básicos de 
Bioquímica.
* Objetivo: Reconhecer a estrutura e função dos ácidos nucléicos 
na técnicas de Biologia Molecular.
* Bibliografia:
1 - ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula.
2 -ROBERTIS & de ROBERTIS, Jr. Bases da Biologia Celular e
Molecular.
3 - LEWIN, B. Genes XI.
Estrutura e função dos ácidos nucléicos
Paulo Queiroz
Dr. Biologia Animal
Características do material genético
1 – Deve conter informação complexa.
Armazenar grandes quantidades de informação.
Informação deve sofrer variação (mutação).
Deve ser estável.
2 – Replicação fiel
Transmissão célula-mãe � célula-filha.
Transmissão para a descendência.
3 – Codificar o fenótipo
Gene � codificar RNA ou PTN � característica
(fenótipo).
 
* Primária = seqüência de
linear de nucleotídeos
unidos por ligações
fosfodiéster;
A ESTRUTURA DO DNA
 
* Secundária =
corresponde a sua
estrutura
tridimensional
(helicoidal)
A ESTRUTURA DO DNA
 
 
A ESTRUTURA DO DNA
* Terciária = corresponde aos graus de
empacotamento do DNA nos cromossomos.
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OS ÁCIDOS NUCLÉICOS
Definição: Polímeros de nucleotídeos não
ramificados unidos por ligações fosfodiéster.
Função:
DNA (ácido desoxirribonucléico) �
Armazenamento e transmissão da informação genética.
RNA (ácido ribonucléico) � Controle e expressão
das características genéticas.
COMPOSIÇÃO DE UM NUCLEOTÍDEO
1 – Pentoses (açúcares de 5 C)
RIBOSE DESOXIRRIBOSE
(RNA) (DNA)
COMPOSIÇÃO DE UM NUCLEOTÍDEO
2 – Bases nitrogenadas
COMPOSIÇÃO DE UM NUCLEOTÍDEO
3 – Grupo fosfato
ESTRUTURA
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Características básicas...
* As bases nitrogenadas se ligam ao açúcar por uma
ligação glicosídica.
* Os nucleotídeos ligam-se por ligações fosfodiéster.
* Bases se pareiam por ligações de hidrogênio.
* A extremidade 5’ termina com fosfato (-PO3-2).
* A extremidade 3’ termina com hidroxila (-OH).
Características básicas...
* A ligação fosfodiéster = ocorre
entre o grupo hidroxila (3’-OH)
de um nucleotídeo e o grupo
fosfato (5’-PO4-3) do outro
nucleotídeo.
* Conformação não aleatória.
Maior rotação entre:
1 - Oxigênio e fosfato (ligação
fosfodiéster);
2 - Pentose e base (ligação
glicosídica).
 
* Duas cadeias
polinucleotídicas;
* Dupla fita em hélice;
* As cadeias têm sentidos
opostos (antiparalelas);
* As cadeias estão unidas
pelo pareamento de bases;
* Complementaridade de
bases: As bases de uma
cadeia estabelecem ligações
de hidrogênio com as bases
da outra cadeia.
MODELO DO DNA Complementaridade:
* As bases são complementares...
A pareia-se com T e
G pareia-se com C.
* Duas ligações de hidrogênio para A / T
* Três ligações de hidrogênio entre C / G
A molécula de DNA apresenta duas cavidades
(maior e menor) = para o reconhecimento de proteínas �
expressão gênica.
Manutenção da molécula de DNA
* Ligações fosfodiéster entre nucleotídeos;
* Ligações de hidrogênio entre cadeias;
* Efeitos hidrofóbicos entre as bases;
* Empilhamento ou Stacking (forças de Van der Walls)
entre as bases;
* Interações de carga entre ose-fosfato (negativa) com
íons Mg+2 (positivo) = neutraliza a repulsão entre as
cadeias e estabiliza a dupla hélice.
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Empilhamento ou Stacking DESNATURAÇÃO E RENATURAÇÃO
Importante para a replicação, transcrição e
recombinação.
Desnaturação = pontes de hidrogênio entre as
cadeias complementares são rompidas e as fitas se
separam.
Renaturação = efeito contrário ao da
desnaturação.
Obtida por temperatura, bases e agentes
desnaturantes (geram cargas no interior da dupla fita).
Temperatura de desnaturação Tm
* Temperatura em que 50% do DNA está desnaturado.
* Efeito hipercrômico = absorção máxima de luz
ultravioleta pelo DNA desnaturado.
* Importância:
↑ Conteúdo GC no DNA = maior Tm;
↑ Conteúdo AT no DNA = menor Tm.
0
0.5
1.0
Tm
Formas de DNA e torção molecular
* DNA linear = eucariotos = DNA com extremidades livres.
* DNA circular = mitocôndrias, cloroplastos, vírus,
bacteriófagos e bactérias = DNA sem extremidades livres.
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TIPOS DE MOLÉCULAS DE DNA
* Forma B = Mais importante em termos biológicos.
* Forma A = Só ocorre em condições experimentais.
* Forma Z = Pode ocorrer com a forma B. Ocorre em
soluções de alta força iônica (NaCl 2 M) ou em seqüências
ricas em Pu e Py alternadas.
Regulação da expressão gênica.
TIPOS DE MOLÉCULAS DE DNA
Característica DNA A DNA B DNA Z
Hidratação 75 % 92 % Pu e Py alternadas
Sentido de 
rotação Direita Direita Esquerda
pb/volta 11 10 12
Rotação pb 32,7° 36° - 30°
Distância 
entre bases 0,26 nm 0,34 nm 0,37 nm
Diâmetro 2,3 nm 1,9 nm 1,8 nm
Forma Curto e largo
Longo e 
estreito
Alongado e 
estreito
Quantidade de DNA por espécie
Segundo Chargaff:
A = T e C = G, ou seja, A + T + C + G = 1
ou, A + G = C + T
Entretanto...
(A + T)/(C + G) variam de 1.
A + T ≠ C + G
O DNA de espécies diferentes é distinto por:
1 – Números de pares AT e CG;
2 – Seqüência de ocorrência;
3 – Números de pares de bases (comprimento DNA)
 
 
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O valor C e o seu paradoxo (Paradoxo C)
Definição:
A quantidade total de DNA em um genoma
haplóide é chamado de valor C.
A falta de uma relação consistente entre o valor C
e a complexidade de um organismo é chamado paradoxo
do valor C.
Por exemplo, alguns protistas possuem genomas
muito maiores que os humanos.
Alterações quantitativas do conteúdo DNA
1 – DNA gametas = ½ células diplóides.
Ovócito (n) � Célula germinativa (2n).
2 – Zigotos = dobro DNA dos gametas.
3 – DNA dobra durante a intérfase.
4 – DNA núcleos poliplóides � proporcional ao n°
conjuntos de cromossomos presentes.
núcleo 4n � 2 (2n).
G1
S
G2
Metáfase
Anáfase
PERITO CRIMINAL 2008 PIAUÍ - O Ácido desoxirribonucléico é um longo polímero, formado por unidades
repetidas, chamadas nucleotídeos. A cadeia de DNA tem 2,2 a 2,4 nanômetros de largura, e um nucleotídeo
possui aproximadamente 0,33 nanômetros de comprimento. Embora os monômeros (nucleotídeos) que
constituem o DNA sejam muito pequenos, polímeros de ADN podem ser moléculas enormes, com milhões de
nucleotídeos. Por exemplo, o maior cromossomo humano (cromossomo 1), possui 220 milhões de pares de
bases de comprimento. Sobre o ADN e sua estrutura são feitas as seguintes afirmativas:
I - A dupla hélice do ADN é estabilizada por pontes de hidrogênio entre as bases presas às duas fitas. As quatro
bases encontradas no ADN são a adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T). Estas quatro bases ligam-
se entre si, formando pares. A adenina e a guanina são chamadas de pirimidinas e se unem às bases chamadas
de purinas, a citosina e a timina.
II - Os dois tipos de pares de base formam diferentes números de pontes de hidrogênio: AT forma duas pontes
de hidrogênio, enquanto que GC forma três pontes de hidrogênio.
III - Os nucleotídeos estão presentes em ambas as fitas da dupla hélice, unidos com nucleotídeos da mesma fita
por ligações fosfodiéster e à fita complementar através de pontes de hidrogênio, formadas pelas suas bases. Em
geral, uma base ligada a um açúcar é chamada nucleosídeo e umabase ligada a um açúcar e um ou mais
fosfatos, é chamada nucleotídeo. Portanto, o ADN pode ser referido como sendo um polinucleotídeo.
IV - As fitas de DNA podem aparecer sob a forma de cromossomos,quando a célula está em metáfase, e como
cromatina, quando a célula esta em interfase.
É (são) verdadeira(s) a(s) afirmativa(s):
a) I e IV
b) I e II
c) II, III e IV
d) IV
e) II e III