DNA RNA Proteina Biotec

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Introdução ao Genoma Humano, 
Histórico do DNA 
Prof. Dra. Charlotte Cesty Borda de Saenz 
 
• É dividida em: 
- Genética Clássica  Mendel (1856 – 1865). 
 
 
 
- Genética Moderna  Watson e Crick (1953). 
 
 
Gene: Unidade fundamental da hereditariedade. 
 
 
 
 
Gene: Pedaço de DNA que codifica uma proteína 
(polipeptídico). 
A Biologia Molecular nasceu da Genética + Bioquímica 
HISTÓRICO 
1953 – JAMES WATSON e FRANCIS CRICK 
 
Descrição da estrutura física do DNA baseando-se 
nos estudos de difração de raio X de Rosalind 
Franklin e Maurice Wilkins e em estudos químicos 
da molécula 
 
Modelo da dupla fita proposto foi fundamental para 
a compreensão do mecanismo de transmissão e 
execução da informação genética 
•1953: Watson and Crick 
Estrutura do DNA 
Rosalind Franklin e Maurice Wilkins 
1957 – CRICK e GAMOV 
Dogma Central da Biologia Molecular 
 
DNA RNA PROTEÍNA 
 
Estrutura do DNA 
 
Estrutura Primária do DNA 
•A estrutura primária do DNA é definida pela união entre 
nucleotídeos. 
 
• São moléculas formadas pela união de um açúcar ou 
pentose, uma base nitrogenada (purina ou pirimidina) e um 
grupo fosfato. 
-Nucleotídeo: 
açúcar pentose + base nitrogenada + grupo fosfato 
Desoxirribose (DNA) 
Ribosa (RNA). 
-Nucleosídio : 
Base nitrogenada + açúcar 
DNA 
2 3 
1 4 
5 
Hidroxila- a mais 
RNA 
2 3 
1 4 
5 
Açúcar Pentose 
 desoxirribose 
As bases Nitrogenadas (nucleotídicas) 
(citosina, guanina, adenina, timina ou uracilo) 
•As fitas (cadeias) de DNA e RNA são formadas por ligações fosfodiésteres. 
 
•Ligações covalentes 
 
•O grupo fosfato liga o C3 ao C5 
de dois açucares. 
 
•Direção 5 – 3. 
 
 
•A Estrutura Primária do DNA é definida pela união entre nucleotídeos. 
•O DNA é composta por cadeias duplas com orientações opostos: antiparalelas. 
•As bases das fitas antiparalelas se complementam: A-T e G-C. 
A T A C A T G G G C T A G A A 
T T T T T T G G C C C C A A A 
 
•Pontes de hidrogênio (Watson &Crick) 
Fita 1 
Fita 2 
•Uma atração eletrostática fraca entre um átomo eletronegativo 
(oxigênio ou nitrogênio) e um átomo de hidrogênio covalentemente 
ligado a um segundo átomo eletronegativo. 
Pontes de hidrogênio 
OBSERVE A COMPLEMENTAÇÃO DE BASES 
DO DNA 
ADENINA 
TIMINA 
Se liga a Timina por 
duas pontes de 
hidrogênio. 
A = T 
GUANINA 
CITOSINA 
Se liga a citosina por 
três pontes de 
hidrogênio. 
G C 
•As cadeias em espiral em torno de um mesmo eixo, formando uma 
estrutura de dupla hélice. 
 
•O modelo de Watson e Crick propunha 10 pb por volta de helice (34 Å). 
10,5 pb por volta de 36 Å. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
•O pareamento das fitas cria um sulco principal (maior) e um sulco 
secundário (menor). 
Sulco menor 
Sulco maior 
Sulcos aos quais se ligam as 
proteínas da cromatina 
A Dupla Hélice 
A forma predominante de torção da espiral do DNA é para a 
direita ou sentido horário 
A Dupla Hélice 
•Formas A, B e Z do DNA : O B-DNA é o predominante em condições fisiológicas 
Em solução, o DNA assume a conformação B. Quando há pouca água disponível 
para interagir com a dupla hélice, o DNA assume a conformação A-DNA. 
Fatores que estabilizam a dupla hélice: 
 
• pontes de hidrogênio 
• interações hidrofóbicas 
• forças de van der Walls 
 
 
 
• interações iônicas 
 
Entre as bases 
nitrogenadas 
Entre os grupos fosfato do 
DNA e os cátions (Mg2+) 
presentes na solução 
fisiológica 
A Dupla Hélice 
Propriedades Químicas e Físicas do DNA 
O Empacotamento do DNA: 
DNA em procariontes: DNA circular nas formas não-super-
helicoidal (esquerda) e super-helicoidal (direita) 
DNA superespiralado 
•O elevado grau de compactação do material genético (DNA) em 
cromossomos sugere que deve haver níveis hierárquicos de 
organização. 
•O material cromossômico que não esta se dividendo é chamado de cromatina. 
 
A associação do DNA duplex a proteínas básicas (histonas) dá ao material 
genético da célula uma maior condensação. 
Estrutura Secundária (Dupla Hélice) 
•A cromatina esta associada a proteínas (Histonas) que empacotam o 
DNA em unidades estruturais: Nucleossomo. 
 
•Num arranjo regularmente espaçadas denominada “Colar de contas”. 
Nucleossomo 
•Primeiro nível de organização da 
cromatina. 
 
•DNA de 200pb com 146 ligadas 
as histonas. 
 
•H1 liga se ao elo de DNA. 
Nucleossomo 
 Histonas 
 
•Proteínas básicas 
•Ricas em lisina e arginina 
•Massa molecular ~10 000 – 20 000 
•5 tipos de histonas (60 milhões cópias/célula) 
•Os núcleos de histonas não se ligam ao acaso ao DNA. 
 
•No sulco secundário com 2 ou 3 pares de A=T. 
 Proteínas não Histonas 
 
•Todas as outras proteínas da cromatina. 
 
•Variam entre tecido e entre estirpes. 
 
•Menor massa molecular que as histonas. 
 
•Aniônicas (acídicas). 
 
•Responsáveis pela organização estrutural da cromatina e do 
cromossomo. 
 Fibra de 30nm 
 
•Segundo nível de organização da cromatina. 
 
•Forma-se por interação cooperativa das moléculas H1 ligadas ao DNA 
ligante. 
 
•Histonas H1 interagem na junção de 2 nucleossomas e são 
responsáveis pela estabilidade de fibra de 30 nm. 
 
•Os nucleossomas organizam-se numa estrutura helicoidal, originando 
um arranjo designado por solenóide. 
 
•6 nucleossomas por volta da hélice. 
•As fibras de 30nm se empacotam em alças. 
 
•Genes de múltiplas copias (Histonas). 
•6 Alças de DNA ligadas a um andaime nuclear forma a roseta. 
•30 roseta forma uma espira. 
Níveis de organização do Cromossomo Eucariótico 
O estado de condensação dos ácidos nucléicos resulta na formação dos 
cromossomos. 
espira 
roseta 
alças 
fibras de 30nm 
nucleossomo 
cromatina 
Eucariótico 
Mitocôndria