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Biotecnologia
e Prod. Alimentos
Bruno M. Siqueira
Nutricionista - CRN9:13734
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Estrutura do DNA: corresponde a uma molécula polimérica
formada por unidades fundamentais de nucleotídeos.
• Sua composição química: um açúcar, ácido fosfórico e uma base
nitrogenada, responsável pela variabilidade da molécula de DNA.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Existem quatro bases nitrogenadas na molécula de
DNA:
❖Duas purinas: adenina (A) e guanina (G)
❖Duas pirimidinas: timina (T) e citosina (C)
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• A ligação entre os nucleotídeos para formar a molécula
de DNA acontece através dos grupamentos fosfato:
ligação fosfodiéster.
• Não existe um limite da quantidade de nucleotídeos que
podem se ligar e formar a molécula de DNA, muito
menos para a ordem de ligação, podendo ser
encontrados os grupos nitrogenados A, G, C ou T em
qualquer posição da cadeia.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Uma cadeia de DNA formada a partir da ligação de 10
nucleotídeos, avaliando as possíveis combinações das
quatro bases nitrogenadas que compõem a molécula,
temos: 410 = 1048576.
• Nas células vivas, as fitas de DNA se organizam em pares,
a partir da ligação de uma A com T e G com C, por meio
de duas e três pontes de hidrogênio, respectivamente.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• A molécula adquire uma estrutura tridimensional a
partir de giros para a direita, conhecida como dupla
hélice, onde as bases nitrogenadas encontram-se
empilhadas no interior da hélice
• O pareamento das bases é uma das características mais
importantes da estrutura do DNA, pois fornece a
sequência da molécula que é copiada durante a
multiplicação celular.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Nas células eucariontes, o material genético encontra-se
distribuído em poucos cromossomos, formados por uma
longa molécula de DNA, que deve conter grande
quantidade de genes, variando de milhares a milhões,
dependendo da espécie.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Nos organismos procariontes são unicelulares, com
ausência de organelas e material genético não
delimitado por uma membrana em um núcleo,
normalmente apresentam um único cromossomo, assim,
novamente uma grande quantidade de genes está
presente em uma única molécula de DNA.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Os óperons são característicos das bactérias e codificam
uma série de proteínas diferentes que trabalham juntas
em uma via metabólica integrada.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• As famílias multigênicas: genes correlacionados, porém,
genes distintos possuem sequências de nucleotídeos
idênticas ou similares.
• São classificados em:
❖ Famílias multigênicas simples: nas quais todos os genes são
exatamente idênticos, e isso é preciso quando a proteína que
ele codifica é requerida em grandes quantidades pela célula;
❖ Famílias multigênicas complexas: formadas por genes
semelhantes, mas não iguais.
Estrutura de ácidos nucléicos. 
• Na replicação do material genético, cada nucleotídeo da
fita dupla de DNA atua como molde para a confecção de
uma nova fita, gerando assim dois conjuntos de fitas
complementares (A=T e C=G).
Replicação do DNA 
• A replicação do DNA acontece em regiões limitadas da
molécula que apresenta bases não pareadas, tendo
início em uma posição denominada origem de
replicação, e progride gradativamente ao longo da
molécula.
• A enzima DNA polimerase atua nesses segmentos
sintetizando o novo polinucleotídeo, na região agora
denominada forquilha de replicação.
Replicação do DNA 
• O processo de replicação do DNA, pode ser divido em
três etapas:
1. Separação da dupla hélice parental: os giros da dupla
hélice são desfeitos pela ação de um conjunto de
enzimas denominado DNA topoisomerases (tipo I-5’,
tipo I-3’ e tipo II). A quebra das pontes de hidrogênio
entre as bases nitrogenadas ocorre pela ação da
enzima DNAB helicase, e os filamentos são mantidos
separados através das proteínas de ligação
unifilamentar (SSBs). Como resultado tem-se a
forquilha de replicação que fornece os moldes para a
DNA polimerase III.
Replicação do DNA 
2. Filamentos de replicação contínua (leading) e
descontínua (lagging): como visto, a DNA polimerase
só atua no sentido 5’ > 3’, o que significa que os
filamentos molde precisam ser lidos no sentido 3’ > 5’.
Para uma das fitas, esse fato não constitui problema e a
leitura é feita de forma contínua. Na outra fita, a cópia
não pode ser feita de forma contínua e a replicação é
feita em pedaços. Esses são denominados fragmentos
de Okazaki e apresentam entre 100 e 1000
nucleotídeos de comprimento.
Replicação do DNA 
3. Iniciação e união dos fragmentos e Okazaki: a DNA
polimerase III começa a agir a partir de uma pequena
estrutura iniciadora de ribonucleicos colocados no início
do segmento contínuo ou descontínuo por uma RNA
polimerase. No filamento descontínuo, a DNA polimerase
III pode sintetizar DNA apenas por determinada distância,
até atingir o RNA iniciador da extremidade 5’. Nesse ponto,
a enzima para e entra em ação uma DNA polimerase I, que
continua o processo de replicação e ainda tem a capacidade
de remover os filamentos iniciadores de ribonucleotídeos
do fragmento adjacente, substituindo-o por
desoxirribonucleotídeos. A união dos vários filamentos de
Okazaki originados ocorre por ligação fosfodiéster
catalisada pela DNA ligase.
Replicação do DNA 
Replicação do DNA 
• Video Replicação do DNA: https://www.youtube.com/watch?v=T3RK7w0nfOc
• Video 2: https://www.youtube.com/watch?v=TNKWgcFPHqw
• Video 3: https://www.youtube.com/watch?v=34Jr2U7KwOE
https://www.youtube.com/watch?v=T3RK7w0nfOc
https://www.youtube.com/watch?v=TNKWgcFPHqw
https://www.youtube.com/watch?v=34Jr2U7KwOE
Replicação do DNA 
• A replicação é concluída com a revisão dos filamentos
formados pelas próprias DNA polimerases, a fim de
substituir um nucleotídeo incorreto, porém alguns erros
podem persistir.
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
• Os principais são: rRNA ou ribossomal, tRNA ou
transportador e mRNA, também denominado
mensageiro.
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
• A síntese dessas moléculas é catalisada por uma enzima
chamada RNA polimerase, que usa a fita de DNA como
molde em um processo denominado transcrição.
• A molécula de DNA abre-se em regiões específicas dos
genes que contêm informação para a síntese desses
polinucleotídeos.
• O mRNA contém o código genético, ou seja, a
informação para a síntese de proteínas
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
• As informações contidas nessa molécula são lidas dos
ribossomos, grandes estruturas moleculares formadas
pelo rRNA e cadeias polipeptídicas, em que o tRNA – que
recebe esse nome por transportar os aminoácidos até os
ribossomos, permitindo que eles se unam formando as
proteínas – participa do processo conhecido como
tradução.
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
• Ao códon AUG de um mRNA encaixa-se o anticódon UAC
de um tRNA, que transporta o aminoácido metionina a
ser adicionado à cadeia proteica.
• Existem códons iniciadores, normalmente a primeira
trinca AUG que o ribossomo escaneia, e finalizadores
(UAA, UAG ou UGA), que o tRNA interpreta como pontos
inicial e final para a síntese de proteínas.
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
Síntese de RNA, código genético e síntese de proteínas 
• Vídeo Síntese Proteica: 
https://www.youtube.com/watch?v=6nxRxoGME_I
https://www.youtube.com/watch?v=6nxRxoGME_I
Controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos 
• Algumas proteínas são requisitadas a todo tempo para
manutenção e funcionamento das células, por isso seus
genes são ativos ou expressos e passam por processo de
transcrição e tradução continuamente, sendo chamados
de genes de manutenção.
Controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos 
• Muitos outros traduzem proteínas especializadas que
são necessárias somentesob circunstâncias especiais e,
por isso, não são produzidas de forma contínua. O fato
de determinados genes se expressarem a todo tempo
nas células, e outros não, faz parte de uma complexa
organização celular denominada controle da expressão
gênica, que, em outras palavras, significa controlar
quando esses genes permanecem “ligados” e
“desligados”.
Controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos 
• O controle da expressão gênica ocorre de forma semelhante
em procariotos e eucariotos e pode ser dependente de
estímulos do meio, os quais fazem com que a célula altere
suas capacidades bioquímicas.
• Os estágios de desenvolvimento do organismo também
influenciam na expressão de alguns genes, tendo na
produção da enzima lactase um ótimo exemplo, por ser
produzida nos recém-nascidos de mamíferos e apresentar
redução da expressão com o desenvolvimento do organismo,
em outras palavras, pela menor necessidade da ingestão de
leite, podendo desenvolver, inclusive, a intolerância
adquirida à lactose.
Controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos 
• Isso pode acontecer por meio de alterações na
transcrição, que podem ocorrer diretamente na
identificação das regiões promotoras pela RNA
polimerase, já que, com menos moléculas transcritas,
haverá menos produtos gênicos, e o inverso também é
verdadeiro.
• A taxa de degradação do mRNA também parece ser
alvo de controle, influenciando a expressão gênica de
forma semelhante à quantidade de transcritos.
Controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos 
• Além disso, alterações na estrutura dessa molécula
levam à sua indisponibilidade para a tradução.
• Um controle direto na tradução, sobre a quantidade de
ribossomos disponíveis para traduzir os mRNA, também
é mecanismo de controle adotado pela célula para
regular a expressão gênica
Controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos 
• Com a conclusão do Projeto Genoma Humano e a
identificação das regiões intergênicas (íntrons) sem
função aparente nas células, acreditava-se que eram
genes que perderam sua função no organismo no
decorrer da evolução.
• Hoje, sabe-se que essas regiões podem ser as
responsáveis pelo controle da expressão gênica, como
o gene I sobre o óperon Lac, principalmente porque
contêm sítios de ligação para reconhecimento indireto
das condições ambientais e, assim, podem ligar e
desligar a maquinaria de produção de proteínas.
Fixação!
• O que é o DNA?
• O que são Bases Nitrogenadas?
• Como acontece a replicação do DNA?
• O que é RNA? Site os principais.
• O que é síntese Proteica?
Obrigado!
Bruno M. Siqueira
Nutricionista - CRN9:13734